基于环境DNA技术揭示新疆伊犁河卡什河流域鱼类多样性及分布格局

本研究针对新疆伊犁河支流卡什河流域鱼类资源监测难题，创新性地应用环境DNA(eDNA)代谢条形码技术，通过两季37个采样点的系统调查，成功鉴定出166种鱼类（其中153种为淡水鱼类），揭示了流域内显著的时空分布差异。该研究为干旱区河流生态保护提供了高效监测手段，建立了首个卡什河流域鱼类eDNA数据库，对跨境河流生物多样性保护具有重要指导意义。

　　

在广袤的新疆天山脚下，伊犁河作为我国最大的国际河流之一，其支流卡什河流域蕴藏着独特的鱼类资源。然而，这片水域正面临多重威胁：复杂的地形限制了传统调查方法的实施，气候变化和人类活动加剧了生态压力，而基础数据的缺乏更使得保护工作举步维艰。更令人担忧的是，现有文献显示传统拖网调查仅记录到27种鱼类——这个数字可能严重低估了真实的生物多样性。如何突破地理限制，准确掌握这片战略水域的生态家底，成为摆在科研人员面前的紧迫课题。

中国海洋大学渔业学院与中国科学院海洋研究所的科研团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。他们采用环境DNA(eDNA)这项"水中侦探"技术，通过捕获水体中脱落的遗传物质，绘制出卡什河流域迄今最完整的鱼类图谱。这项研究犹如为河流生态安装了一台高精度CT扫描仪，无需直接捕捉生物就能实现全流域无死角监测。

研究团队运用三项核心技术：1) 跨季节网格化采样（春季16个、秋季21个站点），采用0.22μm滤膜捕获eDNA；2) 12S rRNA基因高通量测序，通过Teleo2引物扩增鱼类特异性片段；3) 生物信息学分析流程（Vsearch去噪、MAFFT比对、FishBase验证），确保97%物种鉴定准确率。特别值得注意的是，团队建立了严格的阴性对照体系，有效排除了实验室污染干扰。

研究结果展现出令人惊喜的发现：

1. 物种多样性方面：eDNA技术展现出惊人的灵敏度，两季共检测到166种鱼类（153种淡水鱼），远超历史记录的27种。其中春季检出77种，秋季检出137种，季节差异显著。优势种群包括鲤形目(Cypriniformes)、虾虎鱼目(Gobiiformes)等，如特有种阿里高原鳅(Triplophysa aliensis)和施氏高原鳅(T. strauchii)。

1. 空间分布特征：上游至下游呈现明显梯度变化。图4的UpSet分析显示，仅7.79%物种在两季所有站点均被检出。特别在下游人类活动频繁的托海电站区域，物种多样性显著降低，暗示人为干扰的影响。

1. 技术验证方面：在历史调查点尼勒克段，eDNA检出31种（春季）和19种（秋季），远超传统方法记录的9种，证实该技术对稀有物种的检测优势。随机森林分析（图5）进一步识别出20个关键指示物种，如麦穗鱼(Pseudorasbora parva)和虹鳟(Oncorhynchus mykiss)，为生态评估提供量化指标。

这项研究开创性地构建了干旱区跨境河流的eDNA监测范式。其价值不仅体现在建立首个卡什河流域鱼类DNA数据库，更在于证实eDNA技术在高寒、高流速河流中的适用性。研究发现的水电开发影响区生物多样性下降现象，为"一带一路"沿线跨境河流的协同管理提供了科学依据。值得注意的是，检测到的32种外来物种（如乌鳢Channa argus）和异常海洋物种（如大黄鱼Larimichthys crocea），既反映了数据库仍需完善，也警示着生态系统面临的潜在风险。正如研究者所言，这项技术将成为长期生态监测的"哨兵"，为守护中亚水域生态安全提供关键技术支撑。