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湖南省地处长江以南,境内河网密布,主要有湘、资、沅、澧等四大水系贯穿全境,复杂的地形地貌成就了多样的生境,适于鱼类的生长与繁殖,素享有“鱼米之乡”之称。据1977版《湖南鱼类志》记载,湖南省鱼类种类共计160余种,隶属于11目26科92属。但近年随着人类活动的干扰,导致鱼类资源大幅减少,整体呈现衰退之势。随着长江全面禁捕的开始,如何快速、准确地监测湖南省鱼类资源的整体分布情况以及变化趋势,为科学制定湖南境内鱼类资源保护和管理策略提供一定的参考借鉴,已成为现今保护湖南鱼类资源的当务之急。传统分类学鉴定一直是传统鱼类资源调查的常见手段,但其本身对生态系统和环境极具破坏性。随着现代科技的高速发展,基于分子层面的环境DNA技术(Environmental DNA,e DNA)可以弥补传统调查手段的不足,为传统形态学鉴定方法提供一定的补充和校正。为了构建针对湖南省常见鱼类资源的宏条形码技术,本研究搜集目前已报道淡水鱼类的特异性引物并在湖南省内搜集样品进行扩增以期构建湖南省特异的条形码库,并基于三代测序的环境DNA研究技术与传统调查方法进行比较和验证,最终将该方法运用于毛里湖鱼类的多样性探究。对本论文的研究内容可概括如下:1、湖南省常见鱼类环境DNA条形码库的构建通过查阅文献筛选出目前已报道的16S、COI、Cytb以及RHO等淡水鱼类特异性引物并进行实验测试,结果显示COI部分基因片段具有良好的扩增效果和高辨别度,因此选用COI基因片段的两对引物(其中一对引物对作为COI基因扩增的后续补充使用)对湖南省采集的98种鱼类样品逐一进行扩增和测序,最后经整理共获取86种鱼类的高质量有效COI基因序列,片段长度为600bp,共240余条,基本覆盖了湖南省的常见鱼类,并基于目前所获取的数据构建了关于COI基因相关的湖南省常见鱼类DNA条形码数据库。本研究构建的数据库不仅能够对湖南省鱼类资源调查评估提供技术和数据支持,还有利于特色鱼类的保护以及种质资源的挖掘。2、基于环境DNA对湖南鱼类调查方法的建立以大通湖为研究区域,本研究选用COI基因引物对该水域采集的水样经过滤将DNA富集于滤膜后送公司进行三代高通量测序,通过不同数据库的鱼类物种注释后进行数据库的适用性对比,结果显示自建COI条形码数据库更适用于省内鱼类环境DNA检测结果的注释。基于环境DNA技术和自建数据库共鉴定到鱼类12种,隶属于4目9科12属,其主要鱼类物种为底层鲇形目鱼类。传统捕捞数据的主要鱼类物种为中上层鲤形目,两者所检测到的鱼类物种虽具有一定的差异性,但皆与大通湖往年历史鱼类调查数据相符,这一差距的产生可能是由网具捕捞的偏好性和环境DNA采样处理等导致。本研究结果表明基于环境DNA宏条形码技术建立的新型、无创的淡水鱼物种调查方法可辅助用于湖南省常见鱼类的多样性保护和监测。3、环境DNA技术对毛里湖鱼类多样性的调查运用为进一步探索和验证环境DNA宏条形码技术的有效性,在常德毛里湖五个站点进行水样采集,调查毛里湖的鱼类多样性,通过在第二章构建的湖南常见鱼类DNA条形码库中进行序列比对,获得鱼类物种OTU共411个,注释到鱼类的相关序列有8359条,鉴定鱼类物种22种,隶属于4目11科,其中鲤形目鱼类最多,占检测鱼类物种的50%。在运用该技术对毛里湖的鱼类组成的空间差异分析显示,毛里湖采样点MLH5的鱼类组成与其他四个采样点MLH1-4的鱼类群落存在一定差异,主要是下口鲇、银鮈、叉尾斗鱼以及小黄黝鱼等的差异导致。这也意味着环境DNA技术能够很好的运用于鱼类监测,并且能揭示群落空间上的差异。综上所述,本研究基于环境DNA建立的湖南省常见鱼类的调查方法具有可行性,可用于我省常见鱼类资源多样性的调查与监测,相对于传统方法具有高效省时的优势。