基于环境DNA metabarcoding的南澳岛海洋牧场浮游植物生物多样性与季节演替研究

本研究采用环境DNA(eDNA) metabarcoding技术，解析了南澳岛海域浮游植物群落结构与季节演替规律，鉴定出510种真核浮游植物及52种赤潮藻类，揭示温度、盐度和营养盐是驱动群落演替的关键因子，为亚热带海岸带生态监测与赤潮风险预警提供了分子生态学依据。

　　

南澳岛作为我国南海北部典型的亚热带海湾，其复杂的水文环境孕育了丰富的海洋生物资源。然而随着经济发展，沿岸污水排放增加和养殖业扩张导致的海水富营养化问题日益严重，加之全球变暖和海洋酸化的双重压力，使得浮游植物群落结构发生显著变化，赤潮发生频率逐年攀升。传统形态学监测方法存在成本高、鉴定主观性强等局限，难以全面反映微生物多样性。为此，中国科学院南海海洋研究所等机构的研究团队在《Marine Environmental Research》发表论文，首次运用环境DNA(eDNA)代谢条形码技术对该海域浮游植物群落展开系统性研究。

研究采用高通量测序技术，针对12个采样站点的四季水样进行18S rRNA基因V4区扩增测序，结合PR²数据库进行物种注释。通过非度量多维标度(NMDS)和冗余分析(RDA)解析环境因子与群落结构的关联，并利用α多样性指数评估群落稳定性。

季节性环境参数变化
数据显示近岸与离岸区域环境参数存在显著差异：夏季上升流导致低温高营养盐特征，冬季浙闽沿岸流则带来高盐度水体。温度、盐度和铵氮被确定为驱动群落演替的关键因子，而pH和营养盐浓度主导空间分布差异。

浮游植物群落季节演替
研究共鉴定6,154个扩增子序列变异(ASVs)，对应510个已知物种。夏季硅藻(如Chaetoceros tenuissimus)占优，其他季节则以甲藻为主，其中春季和冬季以Dinophyceae为优势类群，秋季则出现Syndiniales异常增殖。群落生物多样性和稳定性呈现春季最高、夏季最低的特点。

有害藻类风险预警
发现52种赤潮藻类，其中Karlodinium veneficum和Dinophysis acuminata等产毒物种在春季威胁最大，可能导致养殖生物中毒或死亡。

该研究通过eDNA技术突破了传统形态学监测的局限，首次系统揭示了南澳岛海域浮游植物群落的四维动态特征。研究成果不仅为理解多重胁迫下海洋微生物响应机制提供了新视角，其建立的物种数据库和风险评估模型更为海洋牧场管理提供了科学依据。特别是对赤潮藻类的精准监测，可直接服务于水产养殖业的生态防控，对实现海岸带资源可持续利用具有重要实践价值。