eDNA揭示亚热带河口外来鱼类与土著鱼类的环境响应特征

       文章信息

       第一作者： 陈文坚、王俊杰

       通讯作者：王俊、周磊

       通讯单位：华南农业大学

       https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136323

       亮点

       1.运用环境DNA宏条形码技术调查了28个亚热带河口的鱼类多样性，分析了河口鱼类群落生物地理格局与群落构建机制。

       2.与传统捕捞工具相比，环境DNA检测到更多的分类群和功能群。

       3.外来物种表现出更高的迁移率和随机效应。

       4.污染物对土著鱼类的影响显著，而对外来物种的影响却较小。

       研究进展

       1、eDNA与传统捕捞工具对比

       在珠江河口中，eDNA检测到18目、44属、99物种，而传统方法仅检测到7目、9属、39物种（图1A-B）。通过eDNA和传统渔具捕获的群落在组成上既存在显著差异，又表现出一定的重叠特征（图1C）。其中，eDNA独有的物种达73种，传统渔具独有物种为13种，其余26种为两种方法共有（图1D）。在功能群方面，eDNA在每个河口检测到了8个功能群，而传统渔具仅在河口中检测到3~7种功能群，显示出eDNA在捕捉河口生态系统中的物种和功能群方面更具优势。

图1 珠江河口鱼类检测方法比较分析。（A）eDNA技术检测到的鱼类物种相对丰度；（B）传统渔具检测到的鱼类物种相对丰度；（C）NMDS分析eDNA与传统渔具检测到的鱼类群落差异；（D）韦恩图分析eDNA和传统渔具检测到的鱼类物种的重叠与差

       2、土著和外来鱼类群落对环境压力的响应

       与外来鱼类群落相比，土著鱼类群落受到环境因素的影响更明显。显著影响土著鱼类群落的环境因素包括石油、pH、汞、盐度、氧化还原电位、锌、温度、铅、六价铬、氨氮、化学需氧量、氟化物、挥发酚和阴离子表面活性剂等，而显著影响外来鱼类群落的环境因素仅高锰酸盐指数、叶绿素a、溶解氧和砷等（图2）。

图2 外来鱼类与土著鱼类环境差异响应特征

       3、外来鱼类对土著鱼类多维度多样性的影响

       进一步分析表明，外来鱼类对土著鱼类群落的分类、系统发育和功能多样性均有显著影响（图3）。

图3 外来鱼类与土著鱼类多维度多样性相关性

海洋资源与环境系研究团队简介

       现有教职工12人，其中教授3人，副教授9人，均具有博士学位。主要致力于水生生物多样性与环境保护研究。研究重点包括生物资源调查与水生态系统健康评价，种质资源开发与保护，以及水环境中新型环境污染物的分布特征、迁移转化、生态毒理学效应与生物降解机制等。近年来也在积极探索生态渔业研究，包括海洋牧场、净水渔业、碳汇渔业、红树林渔业、无抗养殖以及养殖尾水处理等，为渔业资源可持续发展提供科学支撑。目前已系统建立了从病毒、原核生物、原生生物到大型无脊椎动物、鱼类等多营养级生物的环境DNA监测技术体系，相关成果在国际三大刊CNS等杂志发表。