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人类活动对生物多样性以及生态系统的稳定产生了前所未有的影响,监测生物多样性是科学制定保护和管理策略的基础。传统的调查方法虽然在生物多样性调查中发挥着巨大作用,但具有对环境不够友好、调查结果准确度有限、物种鉴别依赖专家经验、调查稀有种难度大等诸多弊端。环境DNA(environmental DNA,e DNA)技术可从分子生物学角度调查水生生物多样性,能够有效克服上述弊端,应用越来越广泛。目前关于黄河兰州段鱼类多样性的研究较少。本文利用环境DNA技术对黄河兰州段春夏两季的鱼类多样性进行了调查,主要从两方面开展研究:1)在实验室摸索环境DNA技术应用于黄河兰州段的可行性及环境DNA引物的适用性;2)应用环境DNA技术调查黄河兰州段春夏两季的鱼类多样性。主要研究结果如下:1.环境DNA技术检测黄河兰州段鱼类多样性的可行性黄河兰州段鱼类e DNA可以被提取到,e DNA的浓度和生物量有关,且在一定的时间内呈正相关关系。鱼类进入水体后,水体e DNA浓度逐渐上升;一段时间后,浓度不再上升,达到动态平衡;当除去水体中的鱼类,e DNA浓度逐渐下降。本实验显示,e DNA在福鼎基地的鱼缸里可存在15天左右。2.黄河兰州段鱼类环境DNA通用引物的筛选与验证对鱼类通用引物进行筛选,结果显示通用引物Mi Fish对黄河兰州段鱼类组织DNA扩增效率高且灵敏度较好;且对黄河水样e DNA的扩增效果也良好。水样e DNA的PCR产物经高通量测序及数据分析,可成功鉴定到黄河兰州段13种常见鱼类。说明Mi Fish可以作为环境DNA技术调查黄河兰州段鱼类多样性的通用引物。3.基于环境DNA技术的黄河兰州段春夏季鱼类多样性调查利用环境DNA技术检测黄河兰州段春夏季的鱼类多样性,且在部分位点进行传统的地笼捕捞,以比较两种调查方法的效率。结果显示:(一)春季。1.鱼的种类:环境DNA技术测得11个采样点的高质量序列在95,141–278,230之间,经比对注释,共检测到28种鱼类(隶属于1纲8目17科27属)。地笼捕捞的五个位点共捕获6种鱼类(1目3科5属)。两种调查方式获得的共有鱼类少,仅在水川(SCD)和永靖(YJD)分别获得共有鱼类2种和1种。2.资源状况:各采样点的鱼类资源状况显示,大庙(DMD)、营平(YPD)和五佛(WFD)这三地的高原鳅属(Triplophysa)OTU(Operational Taxonomic Unit,可操作分类单元)相对丰度较高,刘家峡(LJXD)的大马哈鱼属(Oncorhynchus)的OTU相对丰度高达89%,SCD的地笼捕捞渔获量最丰富。3.鱼类多样性:11个采样点的鱼类多样性结果显示,潜在的非本地鱼类数据影响鱼类多样性的丰富程度,但无论是否剔除这些数据,α多样性指数均显示YJD、五柳(WLD)和东湾(DWD)等地的鱼类多样性较高,DMD和LJXD等地的鱼类多样性较低,β多样性结果表明潜在的非本地鱼类数据对Jaccard距离的影响比较明显,而对Bray-Curtis距离的影响较小,总体上,黄河兰州段春季的鱼类群落差异较小。(二)夏季。1.鱼的种类:环境DNA技术测得11个采样点的高质量序列在194,585–271,970之间,经比对注释,共检测到95种鱼类(隶属于1纲21目23科82属)。地笼捕捞的四个位点共捕获11种鱼类(隶属于3目5科10属)。两种调查方式虽然获得的共有鱼类种类少,但大部分位点都存在共有鱼类。2.资源状况:各采样点的鱼类资源状况显示,各个位点中均含有大马哈鱼属(Oncorhynchus)、倒刺鲃属(Spinibarbus)、鲤属(Cyprinus)、裂腹鱼属(Schizothorax)、高原鳅属(Triplophysa)和华鳅属(Sinibotia)等属,且OTU相对丰度较高。地笼捕捞数据显示各位点均捕获5个属的鱼类,但资源量存在差异。3.鱼类多样性:对11个采样点的鱼类多样性进行评估,无论是否剔除潜在的非本地鱼类数据,α多样性指数均显示WFD和DWD等地的鱼类多样性较高,LJXD和水SCD等地的鱼类多样性较低,β多样性结果表明靖远-大庙(JYD-DMD)间物种组成及丰度均存在较大的差异,整个黄河兰州段夏季的鱼类群落差异较小。4.似铜鮈线粒体全基因组序列和进化关系似铜鮈(Gobio coriparoides)是重要的环境指示物种,对于环境和生物多样性的保护具有重要的意义。采用引物步移法测得了似铜鮈线粒体全基因组序列,为进一步研究似铜鮈和相关物种的遗传结构、分子进化和系统发育提供有效数据。同时也对NCBI数据库进行了信息补充。