基于环境DNA技术和形态学鉴定的浮游植物多样性比较

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作   者：

程云山;  任艺晨;  席贻龙;  刘燕茹;  何虎;  范方威;  陈东宜;  李化炳; 

作者机构：

安徽师范大学生态与环境学院;  中国科学院南京地理与湖泊研究所; 

关键词：

多样性;  形态学鉴定;  环境DNA;  浮游植物; 

期刊名称：

湖泊科学

i s s n：

年卷期：

2024 年 005 期

页   码：

1336-1352,I0001-I0003

摘   要：

浮游植物是湖泊生态系统的重要组成部分,检测其物种多样性和群落组成对了解湖泊生态系统功能具有重要意义.近年来,环境DNA技术越来越多地被应用于生态学调查中;但对于浮游植物的多样性检测,该方法与传统形态学鉴定获得结果的一致性尚不清楚,并且缺少基于环境DNA技术对真核浮游植物与原核浮游植物进行同时检测的研究.为此,本文比较研究了不同牧食强度下中宇宙实验体系中环境DNA技术和形态学鉴定在检测浮游植物(包括真核与原核浮游植物)物种多样性和群落组成上的异同.研究结果显示:(1)基于18S rRNA基因的环境DNA技术与形态学鉴定获得的浮游植物alpha多样性(物种多样性和Shannon-Wiener多样性指数)在不同牧食强度下中宇宙实验体系中的变化趋势一致;(2)与形态学鉴定结果相比,基于16S rRNA基因和18S rRNA基因的环境DNA技术能够检测到更多的浮游植物种类,并且能够很好地展现不同处理组中浮游植物群落组成的差异;(3)基于18S rRNA基因的环境DNA技术在浮游植物多样性检测上具有更高的精确性.尽管环境DNA技术在监测浮游植物生物量方面存在局限,但是其在浮游植物生物多样性检测方面比形态学鉴定具有显著的优势.本研究对环境DNA技术同时应用于真核和原核浮游植物检测进行了尝试,并证实了基于18S rRNA基因的环境DNA技术在浮游植物物种多样性和群落组成检测中具有更高的分辨率和精确性,可提供更加丰富的数据,为在浮游植物多样性研究和水生态环境监测中推广使用环境DNA技术提供了依据.