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环境DNA宏条形码监测湖泊真核浮游植物的精准性
引用本文:张丽娟,徐杉,赵峥,周小华,冯庆,杨江华,李飞龙,王志浩,张效伟.环境DNA宏条形码监测湖泊真核浮游植物的精准性[J].环境科学,2021,42(2):796-807.
作者姓名:张丽娟  徐杉  赵峥  周小华  冯庆  杨江华  李飞龙  王志浩  张效伟
作者单位:南京大学环境学院, 污染控制与资源化国家重点实验室, 南京 210023;昆明学院昆明滇池(湖泊)污染防治合作研究中心, 昆明 650214;昆明市河湖生态健康评估与修复院士工作站, 昆明 650214
基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2018ZX07208-002)
摘    要:环境DNA(eDNA)宏条形码(metabarcoding)技术是一种基于分子的生物多样性高效监测手段,近年来越来越多地被应用于生态环境中生物要素的监测和评估.开展eDNA宏条形码监测技术的标准化和规范化研究,是将其业务化推广应用的前提.本研究以高原湖泊滇池和抚仙湖的真核浮游藻类为研究对象,探究了基于18S-V9宏条形码测序深度对生物多样性监测的影响;通过分析平行样本间物种分类单元的交叉率及α多样性的变异率(coefficient of variation,CV),评估了eDNA宏条形码监测真核浮游藻类结果的精确性.并采用eDNA宏条形码监测数据评估了滇池和抚仙湖北的真核藻类多样性.结果表明:①测序深度显著影响宏条形码技术检出物种的数目,适合滇池和抚仙湖北的eDNA真核藻类多样性分析的测序深度为≥30000条;②重复样品(n=3)间遗传分类单元(OTU)交叉率达到45.97%±1.67%,可注释分类单元(属)交叉率达到64.21%±3.25%,α多样性的变异率<10%.③基于现有DNA条码数据库,滇池和抚仙湖北分别鉴定出真核藻类75属和90属,覆盖本地历史记录形态学物种的62.5%和71.05%.④滇池不同水深的真核藻类多样性无明显差异,抚仙湖的真核藻类多样性具有显著垂直分布特征.和抚仙湖北部相比,滇池真核藻类多样性显著偏低,滇池南部的生物多样性明显高于中部和北部(P<0.05).综上,本研究建立了eDNA宏条形码技术监测结果的精确性评价方法,验证了基于18S-V9引物监测真核浮游植物多样性的可行性,结果可促进eDNA宏条形码监测技术推广与应用.

关 键 词:环境DNA(eDNA)  宏条形码  真核浮游植物  生物多样性  精确性
收稿时间:2020/7/25 0:00:00
修稿时间:2020/8/6 0:00:00

Precision of eDNA Metabarcoding Technology for Biodiversity Monitoring of Eukaryotic Phytoplankton in Lakes
ZHANG Li-juan,XU Shan,ZHAO Zheng,ZHOU Xiao-hu,FENG Qing,YANG Jiang-hu,LI Fei-long,WANG Zhi-hao,ZHANG Xiao-wei.Precision of eDNA Metabarcoding Technology for Biodiversity Monitoring of Eukaryotic Phytoplankton in Lakes[J].Chinese Journal of Environmental Science,2021,42(2):796-807.
Authors:ZHANG Li-juan  XU Shan  ZHAO Zheng  ZHOU Xiao-hu  FENG Qing  YANG Jiang-hu  LI Fei-long  WANG Zhi-hao  ZHANG Xiao-wei
Institution:State Key Laboratory of Pollution Control & Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China;Kunming Dianchi Lake Environmental Protection Collaborative Research Center, Kunming University, Kunming 650214, China;Academician Workstation for Ecological Health Assessment and Rehabilitation of Rivers and Lakes in Kunming, Kunming 650214, China
Abstract:
Keywords:environmental DNA(eDNA)  metabarcoding  eukaryotic phytoplankton  biodiversity  precision
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