DNA条形码和eDNA技术在鱼类分类鉴定中的应用

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbbzy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着DNA条形码和eDNA技术的快速发展,两项技术被应用到越来越多的领域,但是针对不同的领域或者研究方向,在原理基础相同的条件下,技术路线、方法流程、数据分析等有相似之处也有差异之分。本研究基于DNA条形码技术,开展了对市售三文鱼商品种类组成研究和鲽形目鱼类DNA分类学研究;随后对eDNA技术的优化及其在人工饲养环境中鱼类多样性的应用进行了初步探讨,并对两项技术在实践中的应用展开研究和讨论,分析其操作过程中的优势和不足。1、“三文鱼”是鲑鳟鱼类的统称,是国际公认的高档水产品。欧美文化中的三文鱼通常指拥有跨盐度洄游行为的大西洋鲑(Salmo salar)。近年来,因淡水养殖虹鳟(Oncorhynchus mykiss)大量上市,也多被冠以“三文鱼”,由此引起了关于“三文鱼真假品种”的激烈争论。水产品市场上流通的三文鱼种类、商品标识是否真实等问题,对于没有分类学知识的普通消费者来说很难判断。本研究对青岛市六个城区大型商超和农贸市场的三文鱼商品进行了取样与调查,并对样品进行了DNA条形码分类鉴定研究。结果显示,在收集的74份三文鱼样品中,成分为大西洋鲑(Salmo salar)的样品有61份,占比为82.43%;种类为虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的样品有11份,占比为14.86%;另外还含有2.71%的银大麻哈鱼(Oncorhynchus kisutch)及大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)。虽然调查数据显示青岛市场流通的三文鱼商品以大西洋鲑为主,但通过对商品标识与实际物种信息对比发现,14.86%的三文鱼外包装标识商品名称与检测结果不一致,且有四成多的三文鱼商品未标注产地信息。由此可见,三文鱼水产品仍存在一定的掺杂使假风险和食品安全风险,建议相关部门应尽快制定产品标准和检测标准,确保三文鱼水产品质量安全可溯源。同时说明基于DNA条形码技术的水产品鉴定可行且高效,据此可以建立相关水产品鉴定方法,能有效缩短鉴定时间。2、广泛应用于物种分类学研究的DNA条形码为物种快速准确鉴定提供了强有力的技术支撑。鲽形目作为重要的经济鱼类,在水生生态系统中起到了重要的能量转化和物质循环作用。部分鲽形目物种在成长发育过程中,幼鱼期的体表特征逐渐消失,从而同物种幼体和成体之间体态差异较大。目前针对鲽形目鱼类的鉴定主要是基于骨骼及其身体斑纹等特征,但是这些特征可能会随着环境的改变及其他因素影响发生较大变化,以上均给鲽形目形态学鉴定带来了一定的阻碍。因此,本部分研究希望借助分子手段对鲽形目鱼类进行分类探讨,从而避免形态可塑性带来的分类阻碍,为鲽形目分类工作提供分子证据。本研究中自测样品共计160个,隶属于2科11属16种,与NCBI数据库中下载可用鲽形目数据合计共13科132属333种。分析发现,鲽形目遗传距离的数值随着分类单元的提升而增大,但增长趋势明显减慢;通过分子系统关系分析表明,333个种分组中有330个物种(99.1%)能聚为独立分支,均具有较高的支持度,但是属和科聚类混杂。本研究认为,基于COI基因的DNA条形码分类在鲽形目中更适应于较低分类阶元的物种鉴定和分类,对于较高层次的系统进化来说,单靠一个600bp长度的基因片段进行系统发育分析并不是完全可靠的,但是可以作为形态学物种鉴定的辅助工具或者选择与其他基因DNA条形码相结合,从而对鲽形目进行更完整、更深入的分子系统关系研究。3、DNA条形码技术与环境DNA方法相结合,已经成为了新晋的生物多样性调查手段,在不断的应用研究中得以完善和发展。本部分内容筛选出鱼类12S r RNA区域通用引物Mifish-U,基于此,以青岛市海底世界的海水观赏鱼养殖水体为研究对象,进行鱼类物种多样性组成的检测。设置不同滤水体积梯度、分析验证目标种引物扩增效率、观察平行样之间的数据来研究各种条件下的检出情况。通过分析结果发现:A组(1000ml)、B组(800ml)、D组(400ml)检出种同为17种,检出率均为68%,E组(200ml)检出率为64%,C组(600ml)检出14种,检出率仅56%,除去数据异常的C组,可以认为滤水体积梯度对目标种检出率影响不大,但检出物种的序列(reads)数量随滤水体积的减少而呈现减趋势;同一梯度平行样之间数据一致性较低,检出种和序列(reads)数均存在出入,去掉数据异常的C组来看,其他滤水组中的平行样检出率范围在48%-68%之间,任一组别中的三个平行样均无法达到检出率一致的情况,比如白斑笛鲷在A组三个平行样中的检出reads数分别是833、68、299,有着数量级上的差异;Mifish-U引物对硬骨鱼类的扩增效果良好,对软骨鱼类的通用性并不好。通过对目标种引物碱基匹配率的验证,发现碱基与模板匹配情况与物种的检出情况存在一致性;对测序结果中的笛鲷属序列数据进行单独分析,人工筛选检验同一物种对应的多个OTU序列,选取匹配率≥99%的数据进行遗传距离的计算,结果显示该对引物能够将同属近缘物种成功区分。本文针对Mifish-U引物在应用过程中产生的实际效果和存在问题进行了分析研究,以期为该对引物的后期应用以及环境DNA方法的应用提供相关参考和理论支撑。
其他文献
长江口是我国最大、最典型的河口,是我国许多鱼类的产卵场、育幼场、索饵场和洄游通道。凤鲚是长江口最重要的经济鱼类之一,在气候变化和人类活动的双重影响下,其资源几近枯竭。2020年1月农业农村部发布《长江十年禁渔计划》,在此背景下,亟需开展禁捕前后长江口凤鲚资源评估等相关工作,为长江禁渔等生态修复和资源养护政策实施效果评价提供重要科学依据。本文依据2018年5-7月和2019年5月和8月长江口崇明岛附
渤海是重要渔业经济种类的产卵场和索饵场,也是我国海洋渔业生产的重要渔场之一,在我国海洋渔业中占有至关重要的地位。二十世纪五十年代以来,渤海渔业资源从开发利用不足的阶段逐步恶化到过度捕捞的阶段,渔业资源大幅衰退,并且随着沿岸省市经济的快速发展,渤海生态环境也不断恶化,渤海生态系统健康受到威胁。渤海渔业生物群落在捕捞压力与环境变化双重胁迫下势必会产生相应的变动,因此对渤海的渔业生物群落结构特征的研究就
21世纪是海洋的世纪。党的十八大以来,我国首次系统提出海洋强国战略,在国内外形势复杂的当前具有重要现实意义、战略意义。我国是海洋大国,有1.8万公里的海岸线(不含岛屿海界),300多万平方公里的海域面积,拥有丰富的海洋资源,其中海洋渔业资源是人类最宝贵的海洋资源之一,而海洋渔业地理信息系统(GIS)是海洋渔业资源合理开发、利用的保证。由于海洋和陆地的地理特征差别很大,如:海洋的柔性、动态性、数据间
日本鲭(Scomber japonicus)是我国远洋灯光围网渔业中重要经济鱼种之一。目前,部分文献针对我国、日本及美国西部近海海域的日本鲭渔业已进行了初步研究,鲜见涉及北太平洋公海日本鲭种群的年龄、生长及资源量的研究报道。本研究通过2016年4月~2020年12月北太平洋公海商业捕捞围网渔获物中采集的日本鲭样本,对其生物学特征,包括年龄结构、叉长与体重分布、生长与死亡、群体组成等进行了初步研究。
从"三方协议"模式的试行,再到正式推出"金土地"农村承包土地经营权抵押贷款和水面经营权抵押贷款,江苏金湖农商行用金融创新盘活了农村水土资源江苏省金湖县坐拥高邮湖、宝应湖、白马湖"三湖",是苏北典型的水乡和产粮基地。近年来,当地新型农业经营主体不断涌现,土地流转规模日渐扩大,金融需求旺盛却难以得到充分满足。随着农村土地制度改革的不断加速,开展基于承包土地经营权的农村金融创
期刊
渔业资源评估和管理是维系渔业可持续发展的基础。传统的渔业资源评估方法需要统计产量、资源丰度指数甚至年龄结构等大量数据,由于调查经费和数据的缺乏,全球仅1%的鱼种进行过系统性的资源评估。近年来,在数据有限(data-limited)条件下如何开展资源评估已成为渔业资源领域的热点问题,具有广泛的应用前景,尤其是我国近海的多数渔业种群都属于数据缺乏状态。鱼类生活史参数是基于有限数据的渔业资源评估方法中的
近年来,捕捞诱导的鱼类适应性进化受到广泛关注。研究证明,商业捕捞,特别是选择性捕捞,可能引起物种生活史策略的变化,以及个体大小、生长和性成熟等生物学特征的变化,这些表型性状可以在短时间内发生改变,并且具有可遗传的特性。为研究不同捕捞策略对鱼类适应性进化的影响,以海洋模式物种—海水青鳉(Oryzias melastigma)为研究对象,设置了90%大个体捕捞(H-B)、90%随机捕捞(H-R)、75
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是世界范围内重要的海水养殖种类之一,其养殖产量占对虾海水养殖产量的80%以上,对其进行遗传改良是凡纳滨对虾产业发展的必然要求。自从20世纪末引入我国,经过近30多年的选育与改良,凡纳滨对虾在生长、繁殖、存活和抗性等多个经济性状上的选育已经取得阶段性的进展。然而,利用传统选择方法进行选育可能存在着选择准确性低,且育种周期长、费用高等问题。因此,采
受近海陆源污染、围填海和旅游发展等人类活动的消极影响,近海鱼类自然栖息地的生态服务能力日趋减弱,生境类型结构单一化,生态环境质量迅速降低。近海区域的鱼类产卵场、育幼场和育肥场栖息地环境呈现显著的碎片化、低生态价值化和离岸化特征。受此影响,近海渔业资源呈现低龄化、个体体长小型化趋势,渔业资源可持续性和稳定性遭到破坏,海洋渔业资源陷入恶性循环。当前,修复和改善近海鱼类栖息地的结构和功能,成为了促进渔业
水体溶解氧(DO)是虾类获得氧气的主要来源和赖以生存的前提条件,在虾类的生长、发育和代谢中发挥重要作用。水温、水深、气压和有机物含量等因素可使水体DO含量低于正常水平,引起虾类应激而发生逃避反应,抑制虾类的生长发育,导致虾类蜕皮频率降低、生长缓慢、免疫功能下降,严重时出现虾类死亡,给虾类养殖业带来巨大的经济损失。脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)广泛分布于我国沿岸,具有生长