基于环境DNA宏条形码的洱海鱼类多样性研究

研究使用环境DNA宏条形码(eDNA metabarcoding)检测洱海鱼类多样性, 探索适用于洱海鱼类多样性监测和保护的新方法。通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程, 从洱海16个采样点中获得可检测的9个采样点数据, 共检测出17种鱼类, 其中土著种5种、外来种12种; 鲫(Carassius auratus)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和食蚊鱼(Gambusia affinis)为优势种。研究结果表明虽然环境DNA宏条形码无法完全替代传统的鱼类监测方法, 但作为一种新兴的生物多样性监测手段, 其可用于快速检测洱海鱼类多样性及其空间分布。     

基于环境DNA宏条码和底拖网的珠江河口鱼类多样性

文章采用环境DNA宏条码和底拖网对珠江河口鱼类多样性进行了研究, 并对两种方法进行了比较。利用环境DNA宏条码检测到了175种鱼类, 而利用底拖网采集到了47种鱼类, 结合两种方法共检测出179种鱼类, 隶属于15 目63科128属。其中两种方法共同识别了鱼类43种, 占总检测物种的24.02%, 基于底拖网的调查未能收集到基于环境DNA宏条码检测到的大多数物种。根据Shannon指数和Simpson指数显示, DNA宏条码所检测珠江河口鱼类群落α多样性显著高于底拖网方法(P<0.05)。两种方法的PCoA结果均显示珠江河口鱼类群落存在空间结构, 基于环境DNA宏条码的分析显示空间重叠更多。两种方法基于冗余分析均显示溶解氧和盐度是影响鱼类群落结构的主要环境因子。研究表明, 环境DNA 宏条形码是一种环保且可靠的评估方法, 将其搭载到现有调查可以更好地了解河口鱼类多样性。     

基于环境DNA宏条形码技术的秦淮河生物多样性研究

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...     

基于eDNA技术的长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重庆段鱼类多样性研究

利用环境DNA宏条形码(environmental DNA metabarcoding;eDNA metabarcoding)检测长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重庆段鱼类多样性,探索适用于长江鱼类多样性监测和保护的新方法,为后期长江"十年禁渔"效果评估提供一定的基础资料.研究于2021年3月在保护区重庆段共设置6...     

基于环境DNA宏条形码技术研究黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性及其对水文连通性的响应

水文连通对于维护滨海湿地生物多样性至关重要,鱼类多样性作为生物多样性的重要组成部分,了解其对不同水文连通强度的响应具有重要意义。本研究基于环境DNA宏条形码技术(e DNA metabarcoding)检测黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性,分析鱼类物种分布对不同水文连通强度潮沟生境差异的响应特征。利用12S r RNA经典鱼类引物对采集自三级潮沟系统的水样进行高通量测序,共检测出鱼类55种,其中本地鱼类27种、非本地鱼类28种,物种组成以鲈形目为主。各样点序列丰度均较高的鱼类有矛尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、鮻(Planiliza haematocheilus)、长体刺虾虎鱼(Acanthogobius elongatus)等。鱼类多样性在不同水文连通性潮沟间差异明显,其中,二级潮沟群落多样性水平、丰富度指数、物种种类及各种鱼类类群中的个体均匀程度等都明显高于其他两级潮沟。RDA分析显示有6种环境因子与鱼类群落结构显著相关(P<0.05),分别为:硅酸盐(Si O₃^2––Si)、硝酸盐(NO₃     

基于环境DNA宏条形码技术的北京地区鱼类多样性调查和外来鱼种入侵风险评估

【目的】调查北京地区鱼类多样性和群落分布及评估外来鱼种的入侵风险。【方法】选取北京地区水库、湖泊和河流3种水体类型共33个采样点,于2020年6月10—17日开展水生态监测,利用环境DNA宏条形码技术对各样点的鱼类多样性和群落结构进行监测和分析,对目前北京地区水生态系统中本地鱼种和外来鱼种进行分类汇总,并评估典型外来入侵鱼种的入侵风险。【结果】本次调查共检测到52种淡水鱼类,隶属于7目22科43属。首先,物种多样性和群落结构(主坐标PCOA分析和相似性ANOSIM分析)结果表明,水库、湖泊和河流3种水体类型的所有鱼类物种多样性和群落结构没有显著差异,不同水体类型中鱼类物种存在同质化现象。优势度分析结果显示,3种水体类型的优势种绝大部分是交叠的,不同水体类型特有的优势种较少。山区自然水体样点的鱼类物种多样性和生物量高于城区各样点,表明人类活动和城市化进程等可能对北京市河流鱼类多样性和群落空间分布产生影响。其次,通过与历史记载比较,北京地区的本地鱼类多样性呈下降趋势。本次检测到39种北京地区的本地原生鱼种,远远低于历史记载(83种)。此外,本次调查发现北京地区外来鱼种的比例大大增加,共检测到13种外来鱼种。其中,尼罗罗非鱼、大口黑鲈、蟾胡鲶、加蓬胡鲶、饰妆铠弓鱼和坦噶尼喀口孵非鲫6种属于外来入侵鱼种。最后,借助FISK V2指标体系对外来入侵鱼类入侵风险进行评估,结果表明,上述6种外来入侵鱼种在北京地区均具有高入侵风险,可对当地物种多样性产生严重影响,需密切关注其种群动态。【结论】本研究利用环境DNA宏条形码技术对北京地区的鱼类多样性开展调查,有助于了解现阶段北京地区鱼类资源的本底数据,同时为原生鱼类的保护和外来入侵鱼类的监管提供科学指导。     

陕西化龙山国家自然保护区鱼类多样性分析

2011~2012年,对化龙山国家级自然保护区内南江河、岚河干支流的鱼类资源进行了考察,共捕获鱼类1 196尾,鉴定出鱼类27种,分属4目9科23属。鲤科鱼类12种;鳅科6种,分别占种数的44.44%和22.22%。并利用Simpson多样性指数(D)、Shannon-wiener多样性指数(H')、Brillouin指数(H)、均匀度指数(J')和Mclntosh指数(DMC)五种分析方法,对本保护区鱼类多样性进行了分析,得出鲤科为本保护区内优势群,其次为鳅科,且干流内鱼类资源的种类和数量、生物多样性情况均高于支流。     

海南尖峰岭国家级自然保护区雨季鱼类群落结构特征研究

为了了解海南尖峰岭国家级自然保护区雨季鱼类群落结构和多样性特征,于2018年8月采用地笼、手抄网等网具对该区域内溪流的鱼类资源进行了调查。结果表明:本次调查共采集到鱼类样本310尾,隶属于6目13科21属23种。新记录鱼类共有14种,其中9种为外来物种。鱼类香农-威纳多样性指数(H')为2. 41,物种丰富度(D)为3. 84,均匀度指数(J')为0. 77,优势度为(λ)为0. 14。与历史资料相比,群落多样性显著升高,同时外来物种入侵生态风险也在升高。该研究结果丰富了尖峰岭国家自然保护区鱼类多样性基础资料,为海南热带雨林国家公园生物多样性保护策略制定提供科学依据。     

新疆伊犁河不同河段鱼类的物种多样性和优势种

为了了解伊犁河鱼类群落结构和多样性特征, 于2012—2014年连续3年对我国境内新疆伊犁河上、中和下游不同河段进行鱼类资源调查。获得27种鱼类样本, 隶属于6目9科23属。伊犁河中、上游河段主要以斯氏高原鳅、新疆裸重唇鱼、新疆高原鳅和伊犁裂腹鱼等土著鱼类为优势种, 下游河段的优势种主要有鲤、草鱼和鲫等外来种。伊犁河中、上游河段鱼类种类稀少, 大中型鱼类资源稀少, 鱼类群落多样性低。梯级水电站的开发、过度捕捞以及外来种入侵对伊犁河鱼类鱼类群落造成了很大的影响。     

龙羊峡水库鱼类多维多样性空间分布格局

为了解龙羊峡水库鱼类多维多样性现状及空间分布格局,于2022年6月对龙羊峡的鱼类进行了调查,并结合鱼类物种出现与否、个体数和生物量3种数据类型对龙羊峡鱼类物种多样性、系统发育多样性和功能多样性现状及空间分布进行了研究。调查共采集鱼类2416尾, 94.24 kg,经鉴定有鱼类19种,隶属于4目7科17属,其中土著鱼类8种,外来鱼类11种。与历史调查相比,龙羊峡的土著鱼类减少,而外来种显著增加。基于3种数据类型计算的物种多样性、系统发育多样性和功能多样性分布结果存在差异,所以在研究鱼类生物多样性时应该结合多种数据类型对其进行综合评估。具体来看,龙羊峡物种丰富度分布呈现出库首>库尾>库中的特征,但个体数和生物量从库尾至库首逐渐减少; 3种数据类型计算出的鱼类系统发育多样性均在库中最高;基于物种出现与否和个体数两种数据类型计算的功能多样性均在库尾较高,而基于生物量数据计算的功能多样性则在库首较高。回归分析表明,龙羊峡鱼类系统发育多样性受外来物种显著影响,而物种多样性和功能多样性的变化与距大坝距离和外来种数量之间均不相关。     

Limestone Treatment of Whetstone Brook, Massachusetts. III. Changes in the Invertebrate Fauna

We monitored the invertebrate fauna in Whetstone Brook for 3 years before and after limestone treatment to mitigate low pH conditions caused by acid precipitation. Sampling was conducted during the spring, summer, and fall by both qualitative and quantitative methods. The fauna in Whetstone Brook in the control and treatment sections was dominated by chironomids (Diptera), simuliids (Diptera), Leuctra (Plecop-tera) and Hydropsyche (Trichoptera) in both pretreatment and treatment periods. The acid-sensitive mayfly genera Epeorus increased during liming in the treated section of the stream but also declined during the same period in the control section. Annelida increased during the treatment period in both sections of the stream. The chironomid and black fly populations were not affected by liming. The lack of impact to the black fly population was surprising because larvae are obligate filter-feeders and feed on suspended seston in the same size range as the limestone slurry that was used to treat Whetstone Brook. Treatment did not change species diversity and taxa richness in the treated section of Whetsone Brook, but both indices declined during the treatment period in the control section of Whetstone Brook. This decline was attributed to the poorer water quality of the untreated section of Whetstone Brook during the treatment period, which was due to higher-than-average precipitation. Percent community similarity analysis indicated that the community composition changed more in the treated section of Whetstone Brook than in the control section as a result of treatment. We conclude that the invertebrate fauna in the treated section of Whetstone Brook was not negatively affected by liming, but that population density and diversity did not increase.     

Genetic diversity,admixture, and hatchery influence in Brook Trout (Salvelinus fontinalis) throughout western New York State

Although Brook Trout are distributed across most of eastern North America, population numbers have declined in many regions due to habitat loss, climate change, and competition with non‐native species. In New York State, Brook Trout habitat has been substantially reduced, with many areas showing complete extirpation of Brook Trout populations, predominantly in the western portion of the state. Small, fragmented populations are at risk of genetic diversity loss, inbreeding depression, and reduced fitness, leading to a greater potential for local extirpation. Genetic monitoring is a practical tool that can facilitate further conservation‐decision making regarding small populations. In this study, we used 12 microsatellite loci to examine 3,436 sampled Brook Trout, representing 75 sites from the Allegheny, Erie/Niagara, Genesee, Oswego, Lake Ontario, and Susquehanna drainage basins throughout western New York State. Three Brook Trout hatchery strains were also genetically characterized to evaluate the degree of hatchery introgression between wild populations and hatchery strains stocked in the region. Overall, estimates of genetic diversity varied widely: Allelic richness ranged from 2.23 to 7.485, and expected heterozygosity ranged from 0.402 to 0.766. As observed for Brook Trout in other regions, we found a high degree of genetic differentiation among populations, with all comparisons except one showing significant F_ST values. Hatchery introgression was found to be minimal, with estimates ranging from 1.96% to 3.10% of wild individuals exhibiting membership proportions to a hatchery strain cluster exceeding 10% (q ≥ 0.10). Results from this investigation can be used to prioritize management efforts for Brook Trout in western New York State and act as a baseline to monitor future population trends.     

广西野生淡水鱼类的物种多样性及其资源的可持续利用

广西地形复杂,河流众多,适于不同鱼类的栖息和繁殖.经对分布于广西境内的各水系鱼类资源的调查、对相关馆藏标本的进一步鉴定以及对相关文献的整理,目前已知广西淡水鱼类15目37科143属290种和亚种,其中很多种类具有重要经济价值.对广西及其邻近省区鱼类多样性指数的计算、比较和分析表明,广西地区G指数最高,F指数和G-F指数除低于云南外,高于广东、海南、贵州和湖南.广西野生淡水鱼类的显著特点是物种多样性高,特有属、种多,很多物种分布区狭窄,区系成分表现出明显的东洋界特点,不同水系鱼类组成各具特色.近年来,广西自然水域的野生鱼类资源的破坏较为严重,本文对广西野生淡水鱼类资源的可持续利用进行了讨论.     

The effect of habitat heterogeneity on the population density of juvenile Atlantic salmon Salmo salar L.

In each of eight sites in 2 years in Catamaran Brook and the Little Southwest Miramichi River, in New Brunswick, Canada, 36 boulders (median diameter = 0·20 m) were added to a 2 × 3 m quadrat in one treatment, all boulders were removed in another treatment, and one quadrat was left as a control. As predicted, adding boulders increased the density of salmonid fishes, primarily juvenile Atlantic salmon Salmo salar , by 2·8-fold, but had no significant effect on non-territorial fishes, primarily cyprinids and catostomids. Moreover, the effect of adding boulders was greatest for age 0+ year Atlantic salmon, intermediate for age 1+ year Atlantic salmon and had no effect on age 2+ year Atlantic salmon. The results suggest that adding boulders is an effective short-term technique for increasing the density of stream-dwelling salmonids.     

云南鱼类多样性和面临的危机

根据《云南鱼类志》记载,云南共有土著淡水鱼类382种,居全国各省区之首。在《云南鱼类志》出版后的近10年间,云南又记载鱼类新种新纪录50种,相当于国内其它省区自1985～1997年间发现新种的总和,迄今共记载云南土著鱼类432种,占全国淡水鱼类总种数1023种的42.2%,显示云南是我国淡水鱼类多样性最为丰富的省区之一。与此同时,全省大约有1/3的种类日趋减少或濒临绝灭,湖泊鱼类尤为突出,濒危种几乎达到2/3,表明云南鱼类多样性面临严重危机的事实。     

马鞍列岛岩礁生境鱼类群落生态学.Ⅰ.种类组成和多样性

为了解潮下带岩礁生境的鱼类区系特征,于2009年对马鞍列岛岩礁生境进行了12个月的多网目组合刺网采样,从分类学和生态型组成等方面,结合多样性和相对重要性指数,对该生境的鱼类组成和多样性特征进行了分析。全年共采集鱼类87种,隶属2纲14目50科73属。其中鲈形目鱼类51种,占58.6%;趋礁性鱼类49种,占56.3%;放流鱼类7种,占8%。所有鱼类个体中,幼鱼的总比例为67.4%。暖水种、暖温种和冷温种分别为50、36和1种;底层、近底层和中上层鱼类各为19、46和22种,其中褐菖鲉(Sebasti scus marmoratus)、黄姑鱼(Nibea albiflora)和赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)分别为各水层的绝对优势种;定居种、季节性洄游种和偶见种各为32、55和11种。岩礁生境鱼类多样性呈现明显的季节变化特征,2月份最低,9月份最高。研究结果表明,马鞍列岛岩礁生境是以趋礁鱼类为特征群体、暖水性和暖温性鱼类共同主导、各个类型的幼鱼在夏秋季集群出现、同时也分布了一定量放流种的高鱼类多样性栖息地,它为各种鱼类提供了优良的摄食、避敌和繁殖场所,是近岸海洋生态系统中相当重要的生境。然而相比过去,该生境的鱼类多样性已经大大降低,因此需对其保护工作予以更多关注。     

中国东部沿海中小型河流鱼类的整体遗传多样性评价——以曹娥江为例

研究将曹娥江作为东部沿海中小型河流代表, 基于线粒体细胞色素b基因(Cyt b)分子标记对其鱼类的整体遗传多样性水平进行了评估。结果表明, 21个种26个群体鱼类Cyt b基因的单倍型多样性指数(h)和核苷酸多样性指数(π)水平分别为0.074—0.987和0.00019—0.00520, 物种间遗传多样性水平差异较大; 比较不同江段鱼类遗传多样性水平发现, 曹娥江鱼类的单倍型多样性指数水平从河口到中下游再到上游逐渐降低(P<0.05)。比较同一物种的遗传多样性水平发现, 曹娥江鱼类的核苷酸多样性指数水平低于长江、珠江等大型河流鱼类的相应指数水平(P<0.05), 提示曹娥江鱼类的整体遗传多样性处于中等偏下水平, 鱼类资源亟需科学的保护和修复。进一步分析人为扰动因素对曹娥江鱼类遗传多样性水平的影响发现, 敏感型鱼类的单倍型多样性指数水平显著低于中等耐受型鱼类(P<0.05); 麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)和刺鳅(Mastacembelus aculeatus)3种鱼类的上游镜岭群体单倍型多样性指数和核苷酸多样性指数水平均低于其中游仙岩群体的相应指数水平。结果提示, 水体污染、过度捕捞可能是造成目前曹娥江鱼类遗传多样性水平较低的主要原因。研究结果将为曹娥江乃至东部中小河流的鱼类资源的管理、保护和开发利用提供重要的理论依据。     

长江口鳗苗网兼捕鱼类物种多样性及其群聚结构

为探明长江口鳗苗网兼捕鱼类的物种多样性及其群聚结构,文章分析了2017—2019年鳗苗汛期用定置张网采集的11870网次鱼类样本。结果显示,样本中包含兼捕鱼类114388尾,经鉴定有54种,隶属13目27科46属。其中,鲈形目占总种数的40.74%,海洋性、肉食性、底层和小型鱼类分别占总种数的44.44%、74.07%、70.37%和48.15%。拉氏狼牙虾虎鱼(Odontamblyopus lacepedii)为第一优势种,数量占比达77.07%;焦氏舌鳎(Cynoglossus joyneri)、刀鲚(Coilia nasus)和斑鰶(Konosirus punctatus)也是个别年份的优势种。根据各月份间鱼类的群聚差异可将3月和4月、1月和2月各组合成1个组,两者的主要特征种分别有5种和6种,主要分歧种有10种。兼捕鱼类的平均体长仅(73.77±38) mm,早期资源占总样本数的96.65%,许多是当地经济鱼类的幼体。样本中有鳗苗16470尾, 3年平均的兼捕损伤率7.58,高于6年前的损伤率,鳗苗捕捞对其他鱼类幼体的损伤应引起重视。     

人为干扰对溪流鱼类功能多样性及其纵向梯度格局的影响

溪流鱼类多样性沿着河流纵向梯度的空间分布规律已得到大量报道, 但这些研究大多聚焦基于物种组成的分类α多样性, 而有关分类β多样性和功能多样性的纵向梯度分布规律及其对人类干扰的响应研究较少。本文以青弋江上游3条人为干扰程度不同的河源溪流为研究区域, 比较研究了人为干扰对溪流鱼类功能α和β多样性及其纵向梯度分布格局的影响。结果显示, 人类干扰改变了河源溪流鱼类功能多样性的纵向梯度格局——由线性变化变为二项式分布。此外, 我们发现, 人为干扰导致土著种被本地入侵种取代, 且较强的土地利用和水污染排放可能增大环境的不连续性, 而群落周转和嵌套变化往往取决于环境的变化。尽管功能β多样性由嵌套成分主导, 但周转成分占比相对于人为干扰较小的溪流而言明显增加。人为干扰显著改变了受干扰溪流鱼类的物种组成和功能多样性, 且功能多样性的纵向梯度格局在不同的多样性指标上存在差异。本研究强调, 在评估人为干扰下多样性的变化时, 需要从多方面考虑, 包括空间尺度和多样性指标等。     

Reef Fishes in Biodiversity Hotspots Are at Greatest Risk from Loss of Coral Species

Coral reef ecosystems are under a variety of threats from global change and anthropogenic disturbances that are reducing the number and type of coral species on reefs. Coral reefs support upwards of one third of all marine species of fish, so the loss of coral habitat may have substantial consequences to local fish diversity. We posit that the effects of habitat degradation will be most severe in coral regions with highest biodiversity of fishes due to greater specialization by fishes for particular coral habitats. Our novel approach to this important but untested hypothesis was to conduct the same field experiment at three geographic locations across the Indo-Pacific biodiversity gradient (Papua New Guinea; Great Barrier Reef, Australia; French Polynesia). Specifically, we experimentally explored whether the response of local fish communities to identical changes in diversity of habitat-providing corals was independent of the size of the regional species pool of fishes. We found that the proportional reduction (sensitivity) in fish biodiversity to loss of coral diversity was greater for regions with larger background species pools, reflecting variation in the degree of habitat specialization of fishes across the Indo-Pacific diversity gradient. This result implies that habitat-associated fish in diversity hotspots are at greater risk of local extinction to a given loss of habitat diversity compared to regions with lower species richness. This mechanism, related to the positive relationship between habitat specialization and regional biodiversity, and the elevated extinction risk this poses for biodiversity hotspots, may apply to species in other types of ecosystems.