中印度洋盆地沉积物与多金属结核中深海真核生物多样性：基于18S rRNA基因环境DNA宏条形码的首次解析

为解决深海生物多样性评估的技术瓶颈及采矿活动潜在生态影响，研究人员采用环境DNA(eDNA)宏条形码技术，对中印度洋盆地(CIOB)5000米深度的沉积物和多金属结核(PMN)样本进行18S rRNA V9区测序。研究首次系统揭示该区域29个动物门类、3个真菌门及8个原生生物门的群落结构特征，发现沉积物与结核样本存在显著生态位分化。该成果发表于《Deep Sea Research Part II》为深海采矿生态风险评估提供关键基线数据。

　　

深海作为地球最后的前沿领域，覆盖了65%的地表面积，却仍是生物多样性认知最匮乏的生态系统。随着陆地矿产资源枯竭，国际海底管理局(ISA)已批准多国开展多金属结核(PMN)勘探，其中中印度洋盆地(CIOB)的印度洋结核区(IONF)因其丰富的高品位结核资源成为焦点。然而，该区域真核生物多样性数据极度稀缺，传统形态学方法受限于样本采集难度和物种鉴定瓶颈，难以满足大规模生态评估需求。更严峻的是，未来深海采矿可能扰动沉积物环境、破坏结核基质生态位，导致未知物种在发现前即遭灭绝。

国家海洋研究所的团队在《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》发表的研究，首次运用环境DNA(eDNA)宏条形码技术解析CIOB的深海生物多样性。研究人员从ISA划定的印度合约区选取三个关键位点：可能受采矿影响的冲击参照区(IRZ)、保护参照区(PRZ)以及非采矿区BC20，在5000米深度采集沉积物和PMN样本。通过高通量测序18S rRNA基因V9区（约150bp），结合MZGDB和SILVA138数据库进行物种注释，最终获得11,078,041条读长，鉴定到1327个扩增子序列变异(ASVs)，其中297个精确注释至门级分类单元。

关键技术包括：1) 使用1391f/EukBr引物扩增18S rRNA V9区；2) 基于MZGDB数据库注释动物界(Animalia)，SILVA138注释真菌(Fungi)和原生生物(Protista)；3) 采用α/β多样性分析群落结构差异；4) 样本来自印度政府ISA合约区的IRZ、PRZ及对照点BC20。

研究结果
Study Area and Sampling
采样区域位于CIOB的IONF核心区（12-16°S，72-80°E），通过ROV采集5000米深处的沉积物和PMN。PMN作为稀有硬质基质，理论上可支持区别于沉积物的特殊生物群落。

Sequencing Results
测序数据揭示29个动物门类，包括环节动物(Annelida)、节肢动物(Arthropoda)等；真菌界检出子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)等3门；原生生物界发现8门如阿米巴虫(Amoebozoa)、纤毛虫(Ciliophora)。β多样性分析显示，相同站点的沉积物与PMN样本在排序图中独立聚类，证实基质类型驱动群落分化。

Discussion
该研究突破性地发现：1) CIOB的PMN承载独特的真核生物群落，可能与结核表面微生境有关；2) IRZ与PRZ的群落差异暗示采矿活动潜在影响；3) 相比传统形态学，eDNA技术显著提高稀有物种检出率，如苔藓动物(Bryozoa)等脆弱类群。

Conclusion
研究建立首个CIOB真核生物DNA条形码参考库，证实深海采矿需考虑基质特异性保护策略。未来需扩大采样以监测采矿扰动下的群落演替，该成果为ISA制定生态保护标准提供科学依据。值得注意的是，研究中未检出的类群可能反映数据库局限，亟待全球合作完善深海基因数据库。