基于环境DNA技术的珠江中下游鱼类多样性初步研究

通过环境DNA技术(Environmental DNA,eDNA)检测珠江中下游鱼类生物多样性,探索珠江中下鱼类多样性监测和保护的新途径。2023年2月在珠江中下游设置了桂平、藤县、封开、德庆、肇庆和九江共6个采样点,通过水样采集及过滤、eDNA提取、遗传标记扩增及测序和数据库比对分析等流程检测鱼类多样性。结果表明,6个采样点共检测出30种鱼类,隶属于4目10科27属,其中土著鱼类26种,外来种4种。较已有传统调查数据新检出2种鱼类:美丽沙鳅(Botia pulchra)和齐氏罗非鱼(Oceochromis zillii)。鱼类优势种为子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、尼罗罗非鱼(O.nilotica)、齐氏罗非鱼、南方波鱼(Rasbora steineri)和鲤(Cyprinus carpio)。根据Shannon指数和Simpson指数显示,eDNA检测九江和桂平站点的鱼类多样性最高,藤县的最低。作为一种新的检测方法,eDNA技术可用于快速检测珠江中下游鱼类的多样性及分布,在实际应用中可将eDNA技术与传统的监测方法相结合,以提供更全面的鱼类生物多样性数据信息。

三江源区鱼类多样性调查及保护对策

了解三江源区鱼类多样性及其资源现状,为三江源区生态系统保护和流域管理提供科学依据。2022年8月开展了长江源、黄河源、澜沧江源鱼类调查,分析了3个水系鱼类组成与分布,探讨了鱼类多样性特征,研究了三江源地区鱼类群落的空间格局。结果表明:三江源区共调查到鱼类18种,其中长江源9种,黄河源8种,澜沧江源6种;根据相对重要性指数,长江源优势种3种,依次为细尾高原鳅(Triplophysa stenura)、小头高原鱼(Herzensteinin microcephalus)、裸腹叶须鱼(Ptychobarbus dipogon),黄河源优势种2种,包括麻尔柯高原鳅(T.markehenensis)和黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi),澜沧江源优势种4种,依次为前腹裸裂尻鱼(S.anteroventris)、裸腹叶须鱼、东方高原鳅(T.orientalis)和细尾高原鳅;三江源区鱼类多样性相对较低,其中澜沧江源最高,长江源次之,黄河源最低。对鱼类种类组成进行聚类分析,结果表明长江源和澜沧江源相近,黄河源则与长江源、澜沧江源差距较大。为切实保护好三江源区鱼类资源,建议加强本底调查,开展关键栖息地生态环境监测和保护,构建三江源区水生生物资源数据库,关注气候变化对水生态环境的影响,预防和控制外来鱼类入侵。

环境DNA技术在金沙江攀枝花段鱼类多样性研究中的应用

为探讨环境DNA(eDNA)宏条形码技术在监测水生生态系统中的鱼类组成及分布的适用性,探索其在鱼类多样性研究领域中的应用潜力,采用eDNA技术和传统调查方法对金沙江攀枝花段的鱼类多样性进行了系统评估。结果显示:eDNA技术共获得526234条高质量序列,成功鉴定出3目10科43种鱼类;Simpson多样性指数变幅在0.43~0.87,平均值为0.62;Shannon多样性指数变幅在1.32~3.04,平均值为2.71;Chao1多样性指数变幅在51.22~70.56,平均值为60.30;传统调查法共计捕获鱼类386尾,分属于3目10科38种,两种调查方法检测到的鱼类相似度较高。eDNA技术在渔业资源监测领域中具备可行性,可为禁渔时期的水生生物多样性保护和渔业资源管理提供了新的方法。

基于环境DNA宏条形码的汉江上游黄金峡段鱼类多样性研究

2020年,采用环境DNA宏条形码对汉江上游黄金峡鱼类多样性进行研究,并对比历史调查数据,构建汉江上游黄金峡段鱼类名录。从9个采样点中共检测出20种鱼类,占名录的45.45%;鲤鱼(Cyprinus_car-pio)、鲫鱼(Carassius_auratus)、圆吻鲴(Distoechodon_tumirostris)和银鮈(Squalidus_argentatus)为优势种;黄金峡上、下游Shannon指数存在显著性差异(P<0.01,n=9),上游鱼类Shannon指数明显大于下游,黄金峡水利枢纽是造成鱼类多样性空间差异的主要原因。环境DNA检测出的鱼类组成与过去传统方法监测的结果相近。环境DNA宏条形码技术是一种新兴的生物监测手段,可以辅助传统鱼类监测方法,快速检测汉江上游鱼类多样性及其空间分布。

潮白河怀柔段鱼类多样性特征及水生态系统健康评价

潮白河怀柔段是首都重要的水源地和水资源保护区,了解其鱼类多样性现状及河流健康状况对于水生态保护至关重要。于2022年9月和2023年4月开展了潮白河怀柔段鱼类多样性调查,构建了基于鱼类完整性指数(F-IBI)的水生态健康评价指标体系,评估潮白河怀柔段水生态健康状况。结果表明:①潮白河怀柔段土著鱼类54种,隶属于7目25科43属,鲤形目鱼类最多,占总种数的66.67%。②多样性分析显示,雁栖河的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数均最高,沙河各项指数均最低。③基于26个候选指标筛选得到F-IBI核心指标体系,包括Shannon-Wiener多样性指数、鲈形目鱼类物种数占比、鳅科鱼类数量占比、鲤科鱼类数量占比、中下层鱼类数量占比、产黏性卵鱼类数量占比和鱼类个体数。④F-IBI评价结果显示,潮白河怀柔段河流总体上处于“一般”及以上健康水平,无采样点处于“很差”状况,1、3、5赋值法和比值法的评价结果可互作参考。研究显示,潮白河怀柔段的优势种为麦穗鱼(Pseudorasbora parva)和拉氏大吻鱥(Rhynchocypris lagowskii),构建的F-IBI指标体系较全面地反映了潮白河怀柔段的群落结构,可有效评估潮白河怀柔段的水生态健康状况。

基于环境DNA技术的梯级水坝对长江上游重要支流鱼类多样性的影响研究--以綦江为例

为了探究梯级水坝对长江上游重要支流中不同鱼类的阻隔效应,利用环境DNA(Environmental DNA,eDNA)技术于2021年5月对綦江9个区段鱼类物种组成与多样性进行了分析,并与传统渔业资源调查的结果进行了比对,探讨了eDNA技术在长江水系鱼类监测中的应用前景。结果显示基于eDNA技术在綦江中共检测到鱼类7目16科49属59种。其中,鲤形目41种,占比69.49%;珍稀特有鱼类12种,占比20.34%。通过传统渔业资源调查方法共监测到鱼类7目17科64属92种。两种调查方法的综合分析结果表明綦江中共有鱼类96种,其中55种为共同调查到的鱼类,占比57.29%。此外,基于eDNA技术检测到的59种綦江鱼类,按照下游至上游次序呈现如下趋势:(1)不同区段的鱼类物种多样性阶梯式降低;(2)各采样点与全流域间的鱼类物种相似性阶梯式降低;(3)喜流水鱼类与喜静缓流鱼类物种数之间的比值,以及洄游性鱼类的物种数量及其所占比例逐渐减小;(4)各区段底层鱼类的物种数量百分比逐渐减小,而中上层和中下层鱼类的物种数量百分比逐渐增大。研究表明水坝的长期阻隔对綦江中鱼类物种组成和多样性产生了较大影响,且梯级水坝造成的影响较单个水坝更加严重;梯级水坝对喜流水、洄游性鱼类以及底层鱼类(包括多种长江上游珍稀特有鱼类)有较明显的阻隔效应。在现有研究基础和背景条件下,认为如果用于物种注释的本地数据库已充分完善,将eDNA技术应用于长江水系的鱼类监测总体可行;否则,在监测过程中应将eDNA技术与传统渔业资源调查方法进行适当结合,进而有效提高调查结果的全面性与可信度。

基于环境DNA宏条形码的辽东半岛重要河口鱼类多样性特征

为了从分子技术水平探讨渤海与北黄海重要河口鱼类构成及多样性分布情况,利用环境DNA宏条形码技术对渤海与北黄海的12个重要河口进行了鱼类群落多样性研究。结果表明:渤海海域共检测出鱼类74种,隶属于2纲19目41科57属,其中,鲈形目(45%)占比最大,北黄海共检测出鱼类76种,隶属于2纲19目42科59属,其中鲈形目(42%)占比最大;渤海与北黄海鱼类多样性指数变化趋势相似,但渤海的多样性指数低于北黄海,表明北黄海具有较丰富的鱼类多样性;基于Bray-Curtis距离的NMDS分析和ANOSIM检验显示,渤海与北黄海鱼类群落组间差异大于组内差异(P=0.001);相比于传统鱼类多样性调查方法,环境DNA宏条形码调查在灵敏性、非破坏性和成本效益方面具有显著优势,适用于鱼类多样性调查。研究表明,北黄海相较于渤海具有更高的鱼类多样性;环境DNA宏条形码技术适用于鱼类多样性调查,可对渔业资源调查结果进行补充,在鱼类多样性调查中具备大范围业务化应用前景。

环境DNA技术在长江江津段鱼类多样性监测中的应用研究

通过环境DNA技术来研究长江江津段鱼类资源分布,为长江江津段河流管理提供重要的基础数据。于2021年6月在该江段布设6个断面,通过水样采集、环境DNA捕获及注释分析来检测鱼类的多样性组成。研究结果显示:长江江津段共检测出鱼类37种,分属于4目10科32属,包括2种国家级保护鱼类、14种长江上游特有鱼类、2种重庆市重点保护鱼类、3种外来鱼类。通过物种相对序列丰度分析发现,吻鮈(Rhinogobio typus)、子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)和铜鱼(Coreius heterodon)的相对丰度较高;基于序列丰度的α和β多样性分析结果表明,各断面鱼类组成和多样性呈现出一定的差异。与最近的传统形态学调查数据相比,环境DNA技术与传统方法得到的结果相似,表明环境DNA技术可以被作为一项有效的辅助手段,用以迅速了解长江鱼种的种类数量及其地理分布情况。

基于环境DNA技术的宜宾江段秋季鱼类多样性研究

为探索适用于宜宾江段鱼类多样性研究的新方法,2021年10月25—27日采集金沙江下游向家坝坝下2km至宜宾市李庄古镇的干流区段(简称“宜宾江段”)7个采样断面的水样,使用环境DNA技术检测宜宾江段秋季鱼类多样性。通过环境DNA样品的采集和高通量测序分析,从宜宾江段环境DNA样品中共检测出30种鱼类(不包括未鉴定到种水平的2属),隶属于5目12科29属,其中1种为国家级保护鱼类,3种为长江上游特有鱼类;铜鱼属、吻虾虎鱼属、黑鲈属和■属在各个采样的断面均被检测到且为优势属。结果表明,环境DNA技术目前虽还无法完全取代传统鱼类调查方法,但其具有工作效率高、灵敏度高、非侵入性等特点,可作为一种重要的补充工具,适用于相关流域鱼类的多样性研究。本调查结果丰富了宜宾江段鱼类群落的结构功能信息,也为禁渔效果评估奠定了基础数据。

基于环境DNA metabarcoding的西轩岛近海鱼类多样性研究

鱼类多样性的保护对于生态系统的科学管理和资源的可持续利用至关重要。环境DNA metabarcoding技术的出现和应用为水生生物的调查与监测带来了强有力的技术革新。本研究以浙江舟山近海岛屿——西轩岛为例,设计了4个不同采样站位,先后于2019年2月(冬季)、5月(春季)和11月(秋季)共采集水样12个,通过环境DNA提取、扩增、高通量测序以及生物信息学分析,对西轩岛近海鱼类多样性进行了分析,同时评估了鱼类多样性的时空差异。结果显示,共监测到鱼类33种,隶属于12目26科32属,其中,鲈形目(Perciformes)种类最多,共19种,约占所有种类的57.6%。不同采样季节的多样性指数和均匀度指数均存在显著差异,表明季节可能是影响西轩岛近海鱼类多样性的因素之一。综合时间和空间分析的结果显示,在繁殖季节且远离舟山本岛一侧的采样点监测到的鱼种数量更多。通过比对之前传统渔业资源调查的结果发现,不同季节优势种存在较大变化,可能与采样点数量较少且集中有关。进化树富集结果显示,各季节的优势鱼种与传统调查手段的结果有较大差异,表明目前环境DNA仍不能完全替代传统调查方法,但可以将环境DNA方法与传统的调查方法相结合,以确保监测结果的准确性和可靠性。

基于环境DNA宏条形码技术的克拉里昂-克利珀顿区鱼类多样性

海洋鱼类长期遭受过度捕捞的影响,导致生物多样性丧失。在公海区域鱼类多样性研究常用传统的调查方法,该方法主要用于商业物种的调查。环境DNA(eDNA)已成功用于监测水生环境中的生物多样性,本研究通过eDNA宏条形码技术,监测采矿前东太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CC区)的鱼类多样性信息。通过使用两种鱼类通用引物(MiFish、COⅠ)获取CC区的鱼类多样性,共检测出140属、132种鱼类,随水深增加,物种检出率逐渐降低。其中,基于MiFish引物的eDNA宏条形码技术鉴定出2纲、35目、62科、88属、57种鱼类。基于COⅠ引物的共鉴定出2纲、29目、57科、72属、87种鱼类。基于COⅠ引物的检测出濒临灭绝物种有日本鳗鲡(Anguilla japonica)、美洲鳗鲡(Anguilla rostrata)、豹纹窄尾魟(Himantura uarnak)、褐背蝠鲼(Mobula tarapacana);极度濒危物种有欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla);易危物种有大西洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)、扁鲹(Pomatomus saltatrix);近危物种有大青鲨(Prionace glauca)。基于MiFish引物的检测出近危物种有大青鲨、龙头鱼(Harpadon nehereus)、尖头斜齿鲨(Scoliodon laticaudus),易危物种有褐点石斑(Epinephelus fuscoguttatus)。MiFish引物检测到的鱼类科、属数量高于COⅠ引物的检测结果,针对OTU序列的属及以上的分类具有高效的覆盖率和分辨率。研究结果表明,eDNA宏条形码技术可以有效鉴定鱼类物种,在海洋鱼类多样性监测中具有良好的应用前景。eDNA宏条形码技术作为一种非侵入性方法,监测到的鱼类多样性远高于深海生物诱捕观测器捕获的鱼类多样性,同时基于MiFish引物的eDNA宏条形码技术监测鱼类物种更具优势。

珠江入海口空间生态性水体变化对鱼类多样性的影响

采集2016—2018年珠江入海口河段鱼类多样性数据,进行水环境分析和物种多样性评估。RDA分析结果表明,水深、溶解氧、水体覆盖度、盐度、pH和水体温度对鱼类有一定影响,其中,铬对鱼类多样性的影响程度占总体水质变量的25.92%。随着时间的推移,海水水质的参数发生改变,亚硝酸盐和铅对鱼类科、属、种变化的反应最敏感,对鲤科鱼类影响较大。工业污染会影响鱼类种群数量,另外铬和石油类物质是决定鱼类多样性在珠江入海口生存的重要条件,很大程度限制生态空间的活动价值。

北部湾鱼类多样性及优势种的时空变化

根据2007年在北部湾进行的4季渔业资源底拖网调查资料,对该海域鱼类的种类组成、物种多样性和优势种的时空变化进行分析。本次调查共捕获鱼类323种,隶属于18目101科,以发光鲷(Acropoma japonicum)、黄斑鲾(Leiognathus bindus)、竹鱼(Trachurus japonicus)、二长棘鲷(Parargyrops edita)和大头白姑鱼(Argyrosomus macrocephalus)为主要优势种。分析结果表明,北部湾鱼类的优势种更替明显,总体趋势为k选择种类(以红笛鲷和黑印真鲨等为代表)被r选择种类(发光鲷、鲾科和天竺鱼科等为代表)所替代,即寿命长、个体大和营养级高的鱼类种类减少,寿命短、个体小和营养级较低的种类增多。鱼类的Shannon-Wiener多样性指数(H’)以共同渔区北部海域最高(3.60),东北部海域次之(3.58),共同渔区南部海域最低(2.35),四季多样性指数为2.96～3.77,平均3.31。2007年多样性指数比1992-1993年低,但高于1998-1999年,表明近年来该海域捕捞压力有所减缓,使得渔业资源有一定的恢复。本研究旨在了解北部湾生物多样性和优势种的动态变化及演替状况,为该海域渔业资源的合理开发与可持续利用对策提供科学依据。

莱州湾及黄河口水域地理学特征与鱼类多样性(英文)

以历史和调查资料为基础，介绍了莱州湾及黄河三角洲的地理位置及其发育史，指出莱州湾是一个年轻的海湾，而黄河三角洲则是一个不稳定的河口三角洲。莱州湾地质构造复杂，东部为上升区，西部属沉陷区；黄河三角洲则属于淤泥岸坡，沉积物是从东向西，由南向北逐渐细化为特征。其水文特征因地处暖温带北缘，属季风气候区。在陆上气候、黄河冲淡水和黄海冷水团交互影响下，本水域形成温、盐季节变化显著，适时针环流、往复流性质的潮流及以 Ｍ２潮汐余流占主要地位的余流特征。出现的鱼类共有４６科，９６种，几乎覆盖黄渤海软骨和真骨鱼类的主要科、属及其习见种类，但无地方特有种。与黄渤海３２６种鱼类相比，仍属黄渤海生物区系的贫乏化表现。在适温类型上，仍以暖温种占优势，占６３．５４％，暖水、冷温种分别占２０．０４％和１０．４２％，无冷水种。其生态分布型，洄游性鱼类占优势，为 ５６．２５％，定居型占３６．４６％，河口性鱼类仅占７．２９％。认为现代莱州湾与黄河口水域的短暂发育史难以产生高丰度的物种多样性，同时，该水域的水文特征也不利于生物多样性的发展；还探讨了地质条件与鱼类生物多样性分布关系和黄河径流锐减将危及鱼类生物多样性与渔业资源问题。

云南思茅地区鱼类多样性分析

为了解云南思茅境内澜沧江和李仙江的鱼类多样性,以红河水系的2条一级支流绿汁江和南溪河作为分析的对照样本,采用β多样性指数中的二元属性数据测定法的Cody指数、R ou tledge指数和相似性系数作分析。经整理,澜沧江思茅片土著鱼类61种,分属13科41属;李仙江土著鱼类37种,分属11科31属。2个水系合起来,共有土著鱼类82种,隶属于5目14科50属。β多样性指数的计算结果表明:在比较的4条河流中,澜沧江思茅片的鱼类多样性最为丰富。河流长度、流域面积的大小及支流的多少、生物群落的相互作用、河流的位置与生产力等均影响着鱼类多样性。

新时代长江鱼类多样性保护的思考

长江是我国第一大河流,是世界生物多样性的热点区域,也是我国鱼类多样性最高的河流之一。在介绍长江鱼类主要生态习性生境条件的基础上,分析了导致鱼类多样性下降的主要因素——生境丧失和过度捕捞,并简要总结了目前已采取的保护措施及存在的问题,提出了关于新时期长江鱼类多样性保护的思考与建议:①建立以流域管理机构牵头,相关部门和地方共同组建流域生态保护机制;②有计划开展支流及通江湖泊的生态恢复,使支流的小水电逐步退出,使原本的通江湖泊恢复自然江湖关系;③提高民众环保意识,积极建立全流域禁捕机制和休闲垂钓机制,并让垂钓者成为渔政的管理者和监督者。

淀山湖鱼类多样性分析

2006年5-12月,对淀山湖进行了5次刺网调查和3次拖网调查,收集鱼类样本1983尾,隶属9科18属、23种,多数种类属鲤科鱼类。优势种为刀鲚、鲫和子陵吻鱼叚虎鱼分别占样本个体总数的40.09%、20.52%和10.29%。人工放养的鲢、鲫、鲤、鳙是淀山湖目前主要的经济种类。多样性指标选择种类丰富度、平均种类丰富度、多样性指数、均匀度指数、优势度指数、相对稀有种类数。目前的多样性指数为1.8996,比1959年调查的下降了49%,均匀度也相应降低,优势度则由1959年的0.034上升为0.2264。水质污染等环境的恶化,加上过度捕捞等人为因素,使淀山湖鱼类物种多样性正逐渐降低。

鱼类多样性的遗传基础

鱼类的多样性正伴随着地球的生物多样性危机而日益受到关注。对鱼类多样性的阐释也逐渐成为研究中的热点之一。“机会垂青于有所准备的基因组”。目前的研究表明 ,基因组的可塑性 (plasticity)成为物种分化、形态演化以及适应环境改变等的遗传基础。本文侧重于染色体水平 ,即鱼类染色体数目变化极大、染色体倍型多态、鱼类性别决定系统的多态和超数染色体 (B染色体 )的存在提示鱼类基因组的可塑性很强 ;同时鱼类在基因组中存在基因簇的倍增复制以及鱼类形态相关的基因簇的复制等表明了分子水平鱼类基因组的可塑性特征。由于基因组的可塑性 ,鱼类的多倍化和物种间的自然杂交渐渗较易发生 ,从而对鱼类物种起源、群体间的遗传多样性作出了贡献。上述现象均清楚地表明了鱼类多样性与其遗传基础易变性之间的关系。而在另外一方面 ,基因组的可塑性提示这很可能是鱼类多样性迅速丧失的原因之一。

补远江鱼类多样性研究

根据澜沧江下游一级支流补远江2006年鱼类洄游季节3～6月的采样数据,分析了该流域鱼类多样性,并结合同期水文、水质数据,应用人工神经网络分析环境因子与鱼类多样性的关联。结果表明,2006年3～6月共采集补远江鱼类34种,隶属于3目8科22属,其中有8种洄游鱼类。3月份多样性指数最高,各月均匀度指数无差异,4、6月优势度指数高,主要是优势种马口鱼、月斑长臀鲃造成。4、5月鱼类组成相似性最高。最低水位对鱼类数量影响最大,其次是平均流速和平均水温;最高水温对鱼类体重影响最大,其次是总磷和溶解氧。人工神经网络下模拟值与实测值相关性高,具较好的适用性。

黑龙江抚远江段鱼类多样性的初步研究

为了解黑龙江抚远江段渔业资源现状。于2009年5月、9月和2010年7月,分3次共26天对黑龙江抚远江段用定置张网截捕、迷魂阵捕捞和走访渔民购买渔获物的方法进行鱼类调查,初步研究了黑龙江抚远江段鱼类种类、分布及物种多样性。结果表明:在该江段共发现鱼类49种,隶属于8目14科38属,多为中底层小型鱼类,其中蛇鮈(Saurogobio dabryi)、湖鱥(Phoxinus percnurus)和黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为优势种类,并且该江段内鱼类种类具明显的季节性变化,春、秋季种类多于夏季。说明黑龙江抚远段鱼类多样性较低,将本次调查结果与历史资料比较后发现,该江段内鱼类的种类减少了1目7科27种,表明黑龙江抚远江段鱼类物种多样性遭到破坏,亟待保护。