基于eDNA宏条形码技术的喀斯特高原人工湖泊鱼类多样性分析

【目的】利用eDNA宏条形码技术探究喀斯特高原人工湖泊鱼类多样性,并综合评估环境因子对鱼类分布的影响,为喀斯特地区水域鱼类多样性评估提供新方法、新思路,也为红枫湖和阿哈湖鱼类保护管理措施的制定积累基础资料。【方法】以红枫湖和阿哈湖为代表采集水样,以Tele 02硬骨鱼类通用引物PCR扩增eDNA,在Illumina NovaSeq 6000测序平台完成高通量测序;对优质序列按照98%相似性进行OTU聚类,生成OTUs表格,通过基因注释获得鱼类物种信息,并以R语言分别进行PerMANOVA分析和冗余分析（RDA）。【结果】在红枫湖鉴定出鱼类32种,隶属于5目11科27属,其中鲤形目鱼类18种,红枫湖南、北湖鱼类群落结构差异不显著（R2=0.08,P=0.562>0.05）;在阿哈湖鉴定到鱼类33种,隶属于6目12科28属,其中鲤形目鱼类18种,各采样点检出鱼类总数差异不明显,保持在28~32种。现阶段的红枫湖和阿哈湖鱼类组成以鲤形目鱼类为主,但存在以日鲈目为主的养殖鱼类生态入侵。红枫湖环境因子与鱼类群落结构差异的决定系数（R2）排序为溶解氧（DO）>总溶解固体（TDS）=水温（WT）>pH>离子氨（NH₄+）,DO（P=0.034）是引起红枫湖各采样点鱼类群落结构差异的主要环境因子;阿哈湖环境因子与鱼类群落结构差异的决定系数（R2）排序为TDS>WT>Tra>NH₄+>DO,TDS（P=0.005）是引起阿哈湖各采样点鱼类群落结构差异的主要环境因子。【结论】现阶段的红枫湖和阿哈湖鱼类组成以鲤形目鱼类为主,但存在以日鲈目为主的养殖鱼类生态入侵。eDNA宏条形码技术在喀斯特高原水域鱼类多样性评估方面具有较好的适应性,可快速监测到鱼类群落结构和空间分布,但通用引物可能对某些鱼类存在扩增偏好性;此外,不同人工湖泊水质理化因子特异性较强,研究环境因子与湖泊鱼类群落的关系时应对每个湖泊单独进行评估。     

浅析我国农业机械化发展的影响因素及应对措施

我国正处于向现代化农业机械过度的关键时期,农民经济水平和受教育(培训)程度是制约农业机械化发展的主要因素,为了加快农业机械化进程,本文从我国农业机械化现状出发,分别针对以上两方面影响因素提出相应举措,以供相关人员参考。     

秦岭细鳞鲑子二代与野生群体视网膜结构及视蛋白基因表达特征

为深入了解秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis Li, 1966)在不同生境的视觉特征, 以人工繁育的秦岭细鳞鲑子二代[体重(51.50±10.86) g, 体长(15.40±0.75) cm]与自然生境野生群体[体重(85.68±31.81 g, 体长(18.17± 2.34) cm]为研究对象, 分别利用传统组织学方法和荧光定量 PCR 技术研究其视网膜组织结构特征及其视觉形成中起关键作用的 5 种视蛋白(Opsin)基因: 视紫红质(Rhodopsin, RH1)、绿色敏感蛋白(Rhodopsin-like pigments, RH2)、 紫外线敏感蛋白(Short wavelength-sensitive pigments, SWS1)、蓝色敏感视蛋白(SWS1-like pigments, SWS2)和红色敏感视蛋白(Long wavelength-sensitive pigments, LWS)在 11 种组织中的表达特征。结果显示: 秦岭细鳞鲑子二代与野生群体的视网膜无明显差异, 均具有完整的十层结构, 且子二代群体视网膜中视锥细胞数(C.)和外核层细胞核数 (O.N.)极显著高于野生群体(P＜0.01), 神经节细胞数(G.)显著高于野生群体(P＜0.05)。野生群体 RH1 的相对表达量极显著低于子二代群体(P＜0.01), 且 RH1在两个群体的 5 种视蛋白基因中表达量最高; 视锥蛋白基因 RH2、SWS1、SWS2、 LWS 中, 除 RH2 的相对表达量无显著差异外, 子二代群体 SWS1、SWS2、LWS 基因的转录水平都极显著高于野生群体(P＜0.01); 子二代群体视锥蛋白基因的表达比例由高到低依次为 LWS＞SWS1＞SWS2＞RH2, 而野生群体为 LWS＞SWS2＞RH2＞SWS1, LWS 基因在两个群体中的表达均占主导地位, 超过表达总量的 60%; RH1、RH2、SWS1、 SWS2、LWS 基因均在秦岭细鳞鲑子二代与野生群体眼组织中特异性表达, 而在其他非眼组织中未表达。本研究表明秦岭细鳞鲑子二代与野生群体两者都具有较强的光敏感特性, 能可塑性地调节视蛋白基因表达谱引发光谱敏感性变化来应对不同栖息生境, 且子二代表现特征更显著; 其畏光行为可能是对不同环境的适应性策略, 而光敏感性则表明其行为活动在很大程度上依赖于视觉交流。本研究结果可为秦岭细鳞鲑资源增殖与养护提供重要参考。     

基于环境DNA宏条形码的红枫湖鱼类多样性研究

2020年11月，按地理区域将贵州省清镇市猫跳河梯级水电站拦河而成的典型喀斯特高原型深水人工水库红枫湖水域划分为南湖（S1、S2、S3）和北湖（S4、S5、S6）共6个采样点，利用eDNA(environmental DNA, eDNA)宏条形码技术探究了贵州喀斯特高原水域鱼类多样性。结果：共监测到鱼类28种，隶属于4个目、13个科、25个属，其中梭鲈属（Sander）、鲚属（Coilia）、鳜属（Siniperca）、乌塘鳢属（Bostrychus）和鲈属（Perca）为优势属；南北湖鱼类群落空间分布差异性不显著（P>0.05），但各样点鱼类群落组成差异明显，其中S2鱼类群落多样性指数最高（Chao1 618.9;Shannon 3.16）,S6鱼类群落多样性指数最低（Chao1 190.87;Shannon 0.98）。在所有鱼类组成中，鲈形目共13种，占46.43%，这表明该水域可能受人工养殖及引种放流等影响而导致外来物种入侵。结果表明，环境DNA技术可用于喀斯特高原水域的鱼类多样性及空间分布研究，并丰富了红枫湖鱼类基础资料及调查手段。