基于环境DNA宏条形码技术的秦淮河生物多样性研究

作     者：王晨 陶孟 李爱民 施鹏 杨江华 王志浩 张效伟 WANG Chen;TAO Meng;LI Aimin;SHI Peng;YANG Jianghua;WANG Zhihao;ZHANG Xiaowei

作者机构：南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 南京易基诺环保科技有限公司南京211100 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2022年第42卷第2期

页      面：611-624页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 090705[农学-野生动植物保护与利用] 09[农学] 

基　　金：长江(江苏段)生态承载力及环境修复技术研究(2018008) 扬子江水生态健康评估研究。 

主　　题：秦淮河 环境DNA宏条形码 生物多样性 环境因子 

摘      要：秦淮河是南京的母亲河,其生物多样性受城市化进程影响面临严重威胁,而物种资源调研是生物多样性保护的基础。环境DNA宏条形码技术较形态学监测是一种简单高效、灵敏度高的新型监测技术。为探究秦淮河浮游生物、底栖动物及鱼类的生物多样性,于2019年7月,采用环境DNA宏条形码技术对其进行了探究,并分析了秦淮河上下游间的差异及环境因子对其群落结构的影响。结果表明:秦淮河共监测到浮游动物13属22种407个操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),浮游植物85属60种4445个OTUs,底栖动物16属17种212个OTUs,鱼类53属44种1663个OTUs。其中浮游动物以游泳轮虫目(Ploima)和双甲目(Diplostraca)为主,共占浮游动物63.37%,浮游植物以隐藻门(Cryptomonas)和褐藻门(Ochrophyta)为主,共占浮游植物88.11%,底栖动物中节肢动物门(Arthropoda)占比最高,达91.67%,鱼类中鲤形目(Cypriniformes)占比最高,达69.99%。与秦淮河历史形态学监测数据相比,环境DNA宏条形码技术在物种丰度鉴定方面显著高于传统形态学鉴定的物种丰度。通过主坐标分析和PERMANOVA检验,发现秦淮河下游、上游南支和上游北支间有极显著差异(P0.001)。其中浮游动物、浮游植物和底栖动物受分组影响更大,分组对鱼类的影响相对较小。下游α多样性较上游更为贫乏,上游南支(南京)α多样性较上游北支(句容)更丰富。浮游生物和底栖动物均表现出了明显的随距离增加而衰减的趋势。冗余分析表明,较低营养级的生物对环境因子的变化更为敏感,浮游生物和底栖动物的主要影响因子为总氮、总有机碳、总磷、氨氮、化学需氧量和溶解氧。鱼类的影响因子为溶解氧、总有机碳、总氮、总磷和化学需氧量。研究通过对秦淮河生物多样性的调研,可为秦淮河的生物多样性保护提供理论参考。