基于eDNA宏条形码技术的莱州湾底栖有孔虫多样性评估及其生态功能预测

《Journal of Sea Research》：Assessing foraminiferal diversity in Laizhou Bay, Bohai Sea: Insights from eDNA metabarcoding

本研究针对人类活动影响下莱州湾生态监测需求，采用eDNA宏条形码技术对19个站点的底栖有孔虫多样性开展调查。首次发现75种有孔虫（较形态学研究翻倍），其中软壳单室类(monothalamiids)占比最高(58%)，颠覆了传统认知。通过PICRUSt2预测代谢功能，为海湾生态评估提供新范式。

　　

在渤海海域的臂弯处，莱州湾如同一片半封闭的蓝色璞玉，近年来却因日益加剧的人类活动而面临生态隐忧。作为海洋环境的"微观哨兵"，底栖有孔虫(benthic foraminifera)因其对环境变化的高度敏感性，成为监测污染和生态变化的理想指示生物。然而传统形态学调查存在鉴定盲区，尤其对缺乏硬壳的软壳种类难以准确识别，这使我们对莱州湾底栖生态系统的认知始终蒙着一层迷雾。

为揭开这层迷雾，大连海洋大学辽宁省海洋牧场工程技术研究中心的科研团队在《Journal of Sea Research》发表了一项创新研究。他们采用环境DNA宏条形码技术(eDNA metabarcoding)对莱州湾19个采样点（水深3.76-16.88米）的沉积物样本进行深度解析，不仅绘制出更完整的有孔虫多样性图谱，还通过功能预测揭示了其潜在的生态角色。

研究团队运用eDNA宏条形码技术对沉积物样本进行基因测序，通过生物信息学分析获得操作分类单元(OTU)，并采用PICRUSt²工具预测微生物群落的功能潜能。

有孔虫多样性组成

通过eDNA技术共鉴定出75种有孔虫，数量达传统形态学研究的2倍。在712个OTU中，软壳单室类有孔虫(monothalamiids)占比58%，显著高于多室玻质壳类，这一发现颠覆了以往形态学调查认为多室类型占主导的认知。

环境因子与多样性关系

Alpha多样性指数与水深、温度、盐度、pH等环境参数均未呈现显著Spearman相关性，表明在这个动态海岸环境中，有孔虫多样性不受单一环境因子主导，而是多重环境压力与生物互作共同塑造的结果。

代谢功能预测

通过PICRUSt²预测显示，莱州湾底栖有孔虫群落具备多种代谢功能潜能，为理解其在海洋元素循环中的作用提供了新视角。

这项研究不仅揭示了莱州湾底栖有孔虫群落的真实多样性构成，更彰显了eDNA宏条形码技术在微型底栖生物研究中的独特优势。该技术成功捕获了传统方法易遗漏的软壳类群，纠正了长期以来对海湾有孔虫组成的认知偏差。研究结果暗示，在复杂多变的近海环境中，生物群落的构建机制远比想象中复杂，需要从多因子协同作用的角度进行解读。随着功能预测工具的引入，有孔虫研究正从单纯的多样性描述迈向功能生态学的新维度，为海洋生态评估提供了更强大的技术支撑。