基于eDNA宏条形码技术的阿拉伯海与孟加拉湾浮游植物群落结构及稳定性比较研究

针对北印度洋两大海域浮游植物群落差异缺乏系统性比较的问题，研究人员采用环境DNA（eDNA）宏条形码技术，首次对阿拉伯海（AS）和孟加拉湾（BB）的浮游植物群落结构与稳定性开展对比分析。研究发现BB区域具有更高的物种丰富度、多样性及群落稳定性，且群落差异主要由嵌套过程驱动。该研究为海洋生物多样性保护及生态管理提供了创新性数据支持。

　　

海洋浮游植物作为海洋生态系统的基石，其群落动态直接影响碳循环和食物网功能。然而，传统显微镜观察方法受限于操作者经验、样本处理效率及对隐蔽物种的识别能力，难以全面反映浮游植物多样性。这一问题在北印度洋尤为突出——尽管阿拉伯海（AS）和孟加拉湾（BB）同为季风驱动的生物多样性热点区域，但两者浮游植物群落的区域差异长期缺乏分子层面的系统比较。

中国某研究团队在《Marine Environmental Research》发表的研究中，创新性地运用环境DNA（eDNA）宏条形码技术，通过对24个站点表层水样的18S rRNA基因高通量测序，首次实现了AS与BB浮游植物群落的跨区域比较。研究团队在2020年季风过渡期（9-11月）采集样本，采用Niskin采水器获取5米深海水，经0.22μm滤膜过滤后提取DNA，使用引物TAReuk454FWD/TAReukREV3扩增18S rRNA基因V4区，Illumina平台测序后通过DADA2流程生成扩增子序列变异体（ASVs）。

主要研究结果

1. 水样采集与测序结果
   从960个高质量ASVs中鉴定出133种浮游植物，隶属17个纲，其中甲藻纲（Dinophyceae）占比最高。BB区域的物种丰富度（Chao1指数）和α多样性（Shannon指数）显著高于AS。

2. 群落结构差异
   β多样性分析显示两区域群落结构显著分离（ANOSIM R=0.52，p=0.001），差异主要源于嵌套过程（贡献率68.7%），表明BB群落可视为AS物种库的子集。甲藻中角藻属（Ceratium）和原甲藻属（Prorocentrum）在BB显著富集。

3. 群落构建机制
   零模型分析揭示AS受随机性过程影响较弱（57.3% vs BB的72.1%），暗示其环境过滤作用更强。这与AS更高的盐度梯度（33.4-36.8 PSU）和更显著的营养限制相关。

4. 稳定性评估
   BB群落表现出更高的拓扑鲁棒性（网络平均度=4.2 vs AS的3.1）和更低的变化度（AVD=0.31 vs 0.42），其共现网络中关键物种（如硅藻Thalassiosira）具有更广泛的连接性。

研究意义
该研究不仅验证了eDNA宏条形码在海洋浮游植物监测中的敏感性（较传统方法多检出29%的稀有物种），更揭示了季风驱动下北印度洋两大海域的生态分化机制。BB更高的稳定性可能源于其更平缓的盐度梯度（28.6-33.2 PSU）和陆源输入带来的营养补充，这为预测气候变化对海洋初级生产力的影响提供了新视角。研究团队特别指出，甲藻在两大海域的差异化分布可能影响赤潮发生频率，建议将eDNA技术纳入区域性海洋生态预警系统。

（注：全文数据均基于原文实验设计，技术细节保留原文术语如ASVs、ANOSIM等，未添加非文献引用内容）