环境DNA宏条形码监测湖泊真核浮游植物的精准性

张丽娟¹徐杉^2,3赵峥^2,3周小华^2,3冯庆^2,3杨江华¹李飞龙¹王志浩¹张效伟^1,2,3

1. 南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室 2. 昆明学院昆明滇池(湖泊)污染防治合作研究中心 3. 昆明市河湖生态健康评估与修复院士工作站

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≥30 000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;

基金资助：

国家水体污染控制与治理科技重大专项（2018ZX07208-002）；