中科院城市環境所在微型浮遊生物群落研究方面取得進展

2021-01-09 生物谷




浮遊生物是湖庫生態系統的主要組成部分，在物質循環、汙染物降解和水體自淨等方面發揮基礎和關鍵作用。水庫微型真核浮遊生物（0.2-200 μm）包括原生動物、藻類、低等真菌和小型後生動物等，具有個體微小、種類多樣、分布廣泛等特點。長期以來，微型真核浮遊生物群落生態研究主要依賴顯微技術進行觀測，面臨的問題是很難辨別、準確鑑定形態相似的種類和個體極其微小的物種。為了避免這一問題，研究者近年來利用18S rDNA高通量測序技術獲得了更加豐富而多樣的真核浮遊生物信息，但該方法無法直接區分生物個體大小。採集微型真核浮遊生物的國際慣例做法是，採用分級過濾的方法來區分微型和大型真核浮遊生物。然而，基於分級過濾浮遊生物進行DNA測序分析的有效性依然缺乏定量評估和系統深刻認識。


中國科學院城市環境研究所水生態健康研究組楊軍團隊利用18S rDNA高通量測序和200 μm孔徑濾網分級過濾方法比較研究了廈門兩個供水水庫真核浮遊生物（> 0.2 μm）和微型真核浮遊生物（0.2-200 μm）群落組成和多樣性。結果表明，真核浮遊生物物種豐富度、多樣性以及99.2%OTU豐度經過200 μm孔徑濾網過濾後無顯著變化，而且兩種粒級的生物群落均含有25%的後生動物（節肢動物為主）。深入比較分析發現，> 0.2 μm和0.2-200 μm真核浮遊生物群落表現出相似、同步的時空變化格局，而且能夠解釋兩種粒級生物群落變化的環境因子也完全一致。造成以上結果的主要原因是，採用200 μm分級過濾並不能有效去除大型真核浮遊生物的幼體、殘體以及環境DNA。此外，該研究還基於

生物信息學

和統計學方法揭示了序列測序深度和質量控制對浮遊生物群落分析的影響。總的來看，以200 μm分級過濾為基礎的DNA高通量測序方法無法避免環境DNA汙染，未來定量研究還需要結合RNA高通量測序和顯微等技術綜合分析。


該研究得到了國家自然科學基金、福建省傑出青年科學基金、中科院城市環境所青年人才領域前沿項目資助。相關論文DNA metabarcoding reveals that 200 ？m size-fractionated filtering is unable to discriminate between planktonic microbial and large eukaryotes 已於近日在線發表於國際期刊《分子生態資源》（Molecular Ecology Resources）。（

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