摘要
南设得兰群岛是南大洋高生产力地区之一，其丰富的初级生产力孕育了独特且丰富的浮游动物和高营养级捕食者。而位于南设得兰群岛两侧的德雷克海峡海域和布兰斯菲尔德海峡海域因受不同水团、洋流的影响，鱼类物种组成差异明显。以往南设得兰群岛的生物多样性调查以拖网调查为主，但限于群岛极端的气候条件和偏远的地理位置，在该海域开展传统调查存在诸多限制。环境DNA（environmental DNA，eDNA）技术是指通过提取环境样本中生物的DNA从而对目标物种开展定性或定量分析的技术。因该技术对环境友好、高效、成本低等突出优点，已成为开展物种监测的新选择。本文首次利用环境DNA技术分析了位于南设得兰群岛周围的德雷克海峡海域和布兰斯菲尔德海峡海域鱼类物种组成的差异，探究南设得兰群岛的鱼类群落组成以及其与环境因子的关系，主要结果如下： 1.基于环境DNA技术分析了德雷克海峡海鱼类物种多样性的组成，总计获得7科，24属，31种南极鱼类，科级水平以南极鱼科和鳄冰鱼科为主，分别检测到12种和11种，大部分鱼类物种均在以往开展的传统调查中有所报道。相对序列丰度较高的鱼类物种为：花纹南极鱼（Notothenia rossii）、南乔治亚拟冰鱼（ Pseudochaenichthys georgianus ）和裘氏鳄头冰鱼（ Champsocephalus gunnari），这三种南极鱼类均是以往该海域商业性捕捞作业的主要对象。各站点间的鱼类物种数目及鱼类组成差异较大，站点间α多样性指数差异明显。基于Bray-Curtis距离矩阵完成了PCoA分析，受洋流影响DP1站点的鱼类物种组成与距离较近的DP3和DP4相似，而距离乔治王岛最近的DP7站点受人为影响较大，鱼类物种组成与其余站点有显著差异。 2.基于环境DNA技术完成了对布兰斯菲尔德海峡海域鱼类物种多样性组成的分析，总计获得7科，26属，33种南极鱼类，科级水平以南极鱼科和鳄冰鱼科为主，分别检测到13种和11种。相对序列丰度较高的鱼类物种为：裘氏鳄头冰鱼、花纹南极鱼和南乔治亚拟冰鱼。除BS11站点外，各站点间检测得到鱼类物种数目差异不大，但站点间鱼类物种组成和α多样性指数差异明显。PCoA分析结果表明，在受别林斯高晋海影响的过渡水控制下的BS5、BS6、BS7、BS8、BS9站点鱼类物种组成相似；而受威德尔海影响的过渡带水控制或离岸较近的BS1、BS4、BS11站点鱼类物种组成与其余站点间差异显著。 3.对比分析两侧海域的调查结果发现，布兰斯菲尔德海峡海域检测得到的鱼类物种多于德雷克海峡海域，两处海域内主要优势鱼类物种存在不同。基于Bray-Curtis距离算法对南设得兰群岛各样本进行NMDS分析，结果显示两处海域间各站点鱼类物种组成有明显差异，为此根据水样中检测到的鱼类物种和选取的四个环境因子变量（pH、水温、溶解氧和盐度）进行RDA分析，发现溶解氧和海水温度是影响南设得兰群岛鱼类群落空间分布的主要因素。对比传统调查方法，显示环境DNA和底拖网调查得到的鱼类物种数目较多，而深海相机调查得到的鱼类物种数目较少；环境DNA技术与底拖网调查得到的共有鱼类物种较多，而与深海相机调查得到的共有鱼类物种较少。 以上研究结果表明，以环境DNA技术对南设得兰群岛开展鱼类物种多样性调查是有效且可行的，调查结果可作为传统调查方法的补充，是持续监测南设得兰群岛鱼类物种多样性和空间分布的有效方法。同时，在以后开展基于环境DNA技术对南设得兰群岛鱼类物种多样性检测时建议增加同一站点不同深度及不同季节的采样，从而实现长期、持续的监测。
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