基于eDNA宏条形码技术的北极孔斯峡湾海洋群落结构与食物网研究

《Scientific Reports》：Application of eDNA metabarcoding for high-resolution reconstruction of the trophic web of an Arctic fjord

　　

摘要

在快速变化的北极地区，本研究利用环境DNA（eDNA）宏条形码技术调查了孔斯峡湾（Kongsfjorden）的海洋生态系统，以探索其群落组成和结构动态。研究人员使用meta探针（metaprobes）采集样本，即在水域近岸区域的鱼类陷阱中布放被动式eDNA采样器，并沿峡湾中部的样线拖曳采样。分别扩增线粒体COI基因和核糖体18 S SSU（V8-V9区）基因，用于表征后生动物和原生生物群落。群落分析显示近岸站点与峡湾中部站点之间存在显著差异（ANOSIM，R = 0.7，p < 0.05），并确定了23个物种类群作为两个区域的指示类群。通过宏条形码鉴定出的类群被用作营养网络的节点，而摄食关系（生产者—消费者和捕食者—猎物）则通过文献回顾进行重建。分别针对每个采样站点以及近岸和峡湾中部区域构建了定性食物网。利用关键营养指标对网络特征进行了表征，结果显示在食物网顶端部分存在差异。总体而言，eDNA被证明是检测群落结构空间差异的敏感且有效的工具。该方法还显示出在长期监测方面的巨大潜力，为传统方法提供了一种快速、经济且可扩展的替代方案。