北海单室有孔虫(Monothalamous Foraminifera)的DNA宏条形码技术：海洋油气平台环境监测的生物指示新范式

本研究通过环境DNA（eDNA）宏条形码技术，首次系统评估北海油气平台周边单室有孔虫(Monothalamids)作为生物指示剂的潜力。研究发现foram-gAMBI指数与重金属（Ba、Zn、Cu）、总烃(THC)显著相关（r=0.74-0.92, p<0.05），较传统大型底栖动物AMBI和线虫gAMBI更具敏感性，为海洋生态质量状态(EcoQS)评估提供了新标准。

　　

研究亮点

我们的研究揭示了北海单室有孔虫在环境DNA数据集中的绝对优势地位，并首次验证其多样性随离平台距离增加而显著上升的规律。通过校准的foram-gAMBI指数与多种污染物呈现高度相关性，为海洋生态健康评估提供了突破性工具。

引言

底栖有孔虫是栖息于海洋沉积物中的单细胞真核生物，具有极其多样的外壳（即test）形态和分类组成。它们的高多样性、对环境变化的敏感性、快速繁殖周期和广泛分布特性，使其成为评估海洋生态系统生态质量状态（EcoQS）的卓越生物指示剂（Frontalini和Coccioni, 2011; Sch?nfeld等, 2012; Bouchet等, 2020; O’Brien等, 2021）。

采样

2018年5月（DANF18）和2021年6月（DANF21），我们在由道达尔能源丹麦公司（TEEPDK）运营的北海DANF平台周边采集了表层沉积物样本（图S1）。样本沿四个轴线在距平台100米、250米、750米、1500米和3000米处采集。参考站位分别设在距平台10公里（Ref1和Ref2）和50公里（RefSo，仅DANF18有）处。在每个站位，采集了三份表层沉积物子样本。

有孔虫群落结构

经过生物信息学和过滤处理，我们获得了1,237个有孔虫ASV（扩增子序列变体），代表了7,702,956条高质量测序读数。ASV的长度范围在101至421 bp之间，平均序列长度为292 bp。DANF18保留了1,136个ASV（代表4,837,943条读数），而DANF21保留了943个ASV（代表2,865,013条读数）。两次采样事件共享了大量ASV（图S2），整体数据集中有882个ASV，并且在某些站位共享率高达75%。

北海单室有孔虫的隐藏多样性及其生物指示价值

我们的研究证实了单室有孔虫（monothalamids）在有孔虫宏条形码数据集中的主导地位，这与之前在河口（Singer等, 2023）、峡湾（Caridi等, 2021; Nguyen等, 2023）和人类活动影响区域（Damasceno等, 2024; O'Brien等, 2024）等浅水环境中的发现一致。这类有孔虫在传统的监测研究中仍然被严重忽视，因为这些研究基于形态学分类，并且只关注硬壳类群（Sch?nfeld等, 2012）。

结论

我们的研究证明了单室有孔虫作为生物指示剂在环境监测，特别是在基于环境DNA（eDNA）的生态质量状态（EcoQS）评估中的巨大潜力。通过分析北海某海上平台站点两年的有孔虫宏条形码数据，我们确认了单室类在这些数据集中的主导地位，并揭示了它们对人为影响的敏感性。foram-gAMBI指数的开发和应用显示出与各种污染物（包括金属和碳氢化合物）的强相关性，突显了其在海洋环境健康评估中的有效性和敏感性。