【摘 要】
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生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,物种多样性丧失,会降低整个生态系统的抗逆性和自我调节能力。物种多样性调查和监测是生物多样性研究、保护和管理的基础。传统的物种监测方法主要是目测观察法(如海洋哺乳动物调查)和捕捞调查法(如渔业资源调查),它们往往受限于考察时间和环境条件,耗时耗力。与传统监测方法相比,环境DNA(environmental DNA,e DNA)技术具有的高效、经济、安全等特点,能
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生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,物种多样性丧失,会降低整个生态系统的抗逆性和自我调节能力。物种多样性调查和监测是生物多样性研究、保护和管理的基础。传统的物种监测方法主要是目测观察法(如海洋哺乳动物调查)和捕捞调查法(如渔业资源调查),它们往往受限于考察时间和环境条件,耗时耗力。与传统监测方法相比,环境DNA(environmental DNA,e DNA)技术具有的高效、经济、安全等特点,能够很好地弥补传统调查方法的不足。e DNA是指生物通过皮肤脱落、粪便、唾液、配子和分泌物等方式向环境中分泌的游离DNA。水生生物e DNA检测技术是指通过采集并检测生物体向水环境中释放的DNA片段来判断生物是否存在于该水域,并进行生物量评估及生态状况调查的一种新兴技术。中华白海豚是我国珍稀的海洋野生动物资源,也是海洋生态系统的指示物种、伞护物种和旗舰物种。其野外种群分布监测对该物种的保护以及河口和近岸海域渔业资源的保护和管理具有重要价值。本研究建立了中华白海豚e DNA检测方法,同时对e DNA检测环节中不同滤膜、引物和裂解时间等影响因素进行分析,进而优化检测条件,从而获得中华白海豚e DNA检测的最佳方案。在优化方法的基础上,目前实验室已经对广西北部湾海域进行大范围的样品采集,验证了以往中华白海豚的核心分布区,证实了此方法的可行性。该技术具有灵敏度高、非侵入性、鉴定准确、成本低等优点,为中华白海豚的野外监测提供了新的分子生态学工具,对中华白海豚的保护具有重要意义。从保护生态学的角度来讲,该研究也为近岸海域渔业资源的评估和管理提供了新的参考和切入点。主要研究结果如下:(1)采用玻璃纤维膜、硝酸纤维素膜、聚碳酸酯膜、聚酰胺滤膜、混合纤维素酯和聚醚砜膜六种不同滤膜对水样进行过滤富集e DNA,探究其过滤性能及e DNA富集效果,结果表明当水样为1.5 L时,玻璃纤维膜过滤耗时最短(实验室模拟水样为54 s,野外水样为18 min 41 s);聚碳酸酯滤膜过滤水样能够检测到的e DNA拷贝数最多(实验室模拟水样为95106.2 copies/L,野外水样为9851.8 copies/L)。(2)根据中华白海豚线粒体DNA的8个基因,设计了14对引物。PCR、q PCR实验和测序结果显示,ATP8 1、ATP8 2、CYTB4、CYTB2、COI1和ATP6等引物同源性单一,扩增曲线光滑,呈现单峰,且CT值较小,特异性良好,可用于后续研究。(3)在eDNA提取流程中,将蛋白酶K裂解时间设置为10 min、15min、20 min、3 h、12 h和48 h,实验室样本和野外样本均显示20 min时所产生的e DNA拷贝数最高(实验室模拟水样为36106.9 copies/L,野外水样为15561.7 copies/L)。
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