海岸带鱼类环境DNA(eDNA)宏条形码监测揭示北海比利时海域鱼类物种特异性生活史事件

这篇综述通过环境DNA(eDNA)宏条形码技术，系统研究了比利时北海海域(BPNS)12海里范围内鱼类群落的时空动态。研究揭示了eDNA信号与鱼类繁殖活动、季节性迁徙等生活史事件的关联性，证实了eDNA作为生物监测工具在反映鱼类分布模式和环境梯度响应方面的价值，为海洋生态系统管理提供了新方法。

　　

海岸带环境DNA(eDNA)监测揭示鱼类生活史节律

研究背景与意义

海岸带环境作为重要的育幼、摄食和产卵场所，其鱼类群落的时空动态对生态系统管理和渔业可持续发展至关重要。传统监测方法存在破坏性强、分辨率低等局限，而环境DNA(eDNA)技术为生物监测提供了非侵入性解决方案。

研究方法创新

研究团队在比利时北海海域(BPNS)12海里范围内设置了9个固定站点，通过每月采集海水样本(2021年8月至2023年8月)，采用12S rRNA基因MiFish引物进行宏条形码分析。创新性地建立了包含122种北海鱼类的定制数据库，并优化了dada2流程以处理高通量测序数据。

主要研究发现

1. 1.

   时间维度特征

   优势物种如大西洋鳕(Merlangius merlangus)、黍鲱(Sprattus sprattus)等全年存在，其eDNA指数呈现季节性波动：

   • •

     玉筋鱼科(Ammodytidae)在春季出现峰值

   • •

     大西洋鲱(Clupea harengus)秋季信号增强

   • •

     欧洲鳎(Solea solea)与春季繁殖期相关

2. 2.

   空间分布格局

   受斯海尔德河淡水排放影响，形成了显著的东-西环境梯度：

   • •

     东部近岸站：与高悬浮颗粒物(SPM)和营养盐相关

   • •

     西部离岸站：与高盐度环境相关

     指示物种分析显示：

   • •

     近岸特征种：海鲈(Dicentrarchus labrax)

   • •

     离岸特征种：竹荚鱼(Trachurus trachurus)

3. 3.

   技术验证成果

   通过同批次样本跨测序平台验证，证实了：

   • •

     Novaseq和Miseq平台数据一致性

   • •

     严格PCR重复过滤可提高检测可靠性

   • •

     微污染控制策略的有效性

生态学启示与管理应用

该研究证实了eDNA技术在以下方面的独特优势：

1. 1.

   揭示鱼类繁殖周期：eDNA信号与已知产卵期高度吻合

2. 2.

   追踪物种迁徙：如沙丁鱼(Sardina pilchardus)的离岸扩散

3. 3.

   反映环境梯度： salinity和PO₄^3-是主要驱动因子

研究创新点

1. 1.

   建立了首个覆盖BPNS的月度eDNA监测时间序列

2. 2.

   开发了适用于北海鱼类的定制12S数据库

3. 3.

   验证了eDNA在反映鱼类生活史事件中的可靠性

未来展望

该技术框架可扩展应用于：

• •

  气候变化对鱼类物候的影响研究

• •

  海洋保护区成效评估

• •

  渔业资源动态预警系统

这项研究为海洋生物多样性监测提供了标准化范例，其技术路线和发现对全球海岸带生态系统管理具有重要参考价值。