【摘 要】
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环境DNA宏条形码技术作为一种新兴的技术越来越被重视,并在包括生物多样性监测等多个领域广泛应用。环境DNA宏条形码技术通过直接提取环境样品中的DNA,运用PCR扩增和二代测序技术对目标物种进行精准识别,其操作过程不需收集目标生物个体、非破坏性、简易和灵敏等特点,弥补了传统形态学监测的不足,特别是我国全面实施长江“10年禁渔”措施,在许多传统水生生物监测方法难以适应新的监测要求条件下,该技术在生物多
【基金项目】
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国家重点研发计划“湖泊渔业生境退化与生物多样性格局演变机制”（2018YFD0900801）项目
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环境DNA宏条形码技术作为一种新兴的技术越来越被重视,并在包括生物多样性监测等多个领域广泛应用。环境DNA宏条形码技术通过直接提取环境样品中的DNA,运用PCR扩增和二代测序技术对目标物种进行精准识别,其操作过程不需收集目标生物个体、非破坏性、简易和灵敏等特点,弥补了传统形态学监测的不足,特别是我国全面实施长江“10年禁渔”措施,在许多传统水生生物监测方法难以适应新的监测要求条件下,该技术在生物多样性的评估方面显现极大优势。作者利用环境DNA宏条形码技术研究了赣江下游南昌段鱼类多样性的时空格局、鄱阳湖真核浮游植物的多样性以及鳙的遗传多样性,为该技术在生物多样性监测的应用提供实践范例,并为鄱阳湖流域生物多样性研究提供基础和借鉴。主要研究结果如下:1.基于环境DNA宏条形码技术研究赣江下游南昌段鱼类种类和群落特征。从物种组成看,检测到鱼类114种,其中包括有赣江历史记录鱼类88种,新记录鱼类26种,鲤形目鱼类居多。生活习性多以湖泊定居型、中底层鱼类最多。该江段鱼类多样性和群落结构表现出显著的季节差异（p＜0.01）,春季物种最多为103种。应用该技术,我们也发现在上层水样中检测到的鱼类物种较多,近岸处比离岸处检测到的物种多,不同位置检测到的鱼类多样性无明显差异（p＞0.05）,但鱼类群落结构表现差异（p＜0.05）。2.基于环境DNA宏条形码技术检测到鄱阳湖浮游植物10门24纲54目101科166属,其中绿藻门和硅藻门种类较为丰富,绿藻门89属,硅藻门28属。在属水平上,绿藻门和硅藻门占浮游植物的70.5%。从获得的OTU看,OTU2的优势度最大,在中部和南部占绝对优势。中部区域的浮游植物群落多样性和均匀度较高。基于OTU分析鄱阳湖不同区域的多样性指数表明,北部、南部和中部3个区域之间的香农指数、辛普森指数、Pielou均匀度指数、Chao1指数均无显著性差异（p＞0.05）。NMDS分析表明,鄱阳湖南部、中部和北部浮游植物群落具显著差异（p＜0.01）,RDA冗余分析和Heatmap热图显示表明,叶绿素a、p H、流速是影响浮游植物群落特征的重要因素。3.探讨了基于环境DNA宏条形码技术研究鱼类遗传多样性的可行性,分析得到鄱阳湖区鳙的8种单倍型。其中,单倍型H8的序列数最多,单倍型H4的序列数最少。鄱阳湖区鳙种群的单倍型也表现空间和时间差异,鄱阳湖南部南矶山自然保护区种群的单倍型丰富度高,检测到7种单倍型。在沙湖、长江干流江西段和青岚湖仅检测到1种单倍型。春季的序列数最多,占总序列数的60.20%。常见单倍型H3在四个季节中均检测到。同时,南矶山自然保护区种群也表现较高的单倍型多样性和核苷酸多样性;遗传分化系数Fst显示,蝶形湖泊种群与其它种群之间存在显著分化。环境DNA宏条形码技术作为一种较为前沿的生物多样性监测手段,其可用于高效地检测赣江下游南昌段鱼类和鄱阳湖浮游植物生物多样性及其空间分布,希望能够为后续淡水鱼类资源的调查以及相关部门制定保护政策等起到重要作用,也为鄱阳湖生物多样性监测以及生态系统健康评估提供新的技术手段。此外,环境DNA宏条形码技术在监测物种（尤其是濒危种和经济种）遗传多样性方面也显得很有前途。
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