论文部分内容阅读
我国作为最主要的水稻生产国和消费国,水稻需求量巨大,随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,人们的健康意识、环保意识也在不断的增强。对生活品质的要求在不断提高。有机食品的需求量也与日俱增,有机水稻的种植面积随之逐年增长,然而有机水稻栽培对稻田中生物多样性造成怎样的影响,对整个稻田生态系统会产生何种影响,同时会产生怎样的生态效应,这些都是亟待解决的重要问题。本文通过在2009年8月至2011年8月之间在有机稻田和常规稻田中进行田间采样,对稻田生态系统中的浮游动物和腹足动物两类非目标生物的生物多样性进行物种水平和分子水平上的比较,来探究有机栽培措施下的稻田对这些非目标生物多样性会产生何种影响,以揭示有机稻田所产生的生态效应。本文取得的主要研究成果如下:1、运用5点采样法在有机稻田中共采集到分属溞属(Daphnia)、裸腹溞属(Moina)、剑水蚤属(Cyclops)和小剑水蚤属(Microcyslops)的浮游动物235只,在常规稻田中运用同样的采样方法共采集到70只浮游动物,分别属于溞属(Daphnia)、裸腹溞属(Moina)和小剑水蚤属(Microcyslops)。有机稻田中的浮游动物种群密度、平均丰度均显著高于常规稻田(p<0.05);有机稻田中浮游动物群落的 Shannon-Wiener index(H’有—1.302)、Simpson index(D 有=0.713)和 Margalef index(d有=0.326)均显著高于常规稻田(H’常=0.749、D常=0.494、d 有=0.320)(p<0.05),表明有机稻田中的浮游动物多样性较常规稻田中的丰富。2、有机稻田中运用5点采样法共采集到103头腹足动物,分别属于铜锈环棱螺(Bellamy aeruginosa)、椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)、中华圆田螺(Cipangopaludina cathayensis)、赤豆螺(Bithynia fuchsiana)和檞豆螺(Bithynia misella)5个不同的种,在常规稻田中共采集到属铜锈环棱螺(B.aeruginosa),椭圆萝卜螺(R.swinhoei)和中华圆田螺(C.cathayensis)3个种的92头腹足动物。有机稻田中腹足动物群落的 Shannon-Wiener index(H’有=1.161)、Simpson index(D有=0.622)和 Margalef index(d有=0.986)均显著高于常规稻田(H’常=0.480、D常=0.379、d有=0.391)(p<0.05),表明有机稻田中的腹足动物多样性较常规稻田中的丰富。3、运用分子标记技术对有机稻田和常规稻田中腹足动物的优势种椭圆萝卜螺(R.swinhoei)群落的遗传多样性进行了检测。两种分子标记结果均显示,有机稻田中椭圆萝卜螺(R.swinhoei)种群的遗传多样性较常规稻田中种群的丰富。有机稻田中群落的各项遗传多样性指标均高于常规稻田。从分子水平上证明了有机耕种对稻田中的腹足动物的生物多样性有积极的提升和保护作用。4、通过对由公共数据库下载得到的分属环棱螺属(Bellamya)、钉螺属(Oncomelania)、椎实螺属(Lymnaea)和膀胱螺属(Physa)的共计17249条淡水腹足动物EST的筛选,得到含有SSR位点的序列476条,SSR位点526个。同时对含有SSR位点的序列进行功能注释,推测其中54条序列可能具有的功能,并设计出EST-SSR分子标记引物425对。随机挑选其中的27对引物对铜锈环棱螺和梨形环棱螺进行PCR扩增验证。结果显示,随机挑选得到的由环棱螺属序列筛选得到的引物中,42.9%的引物能够在铜锈环棱螺中扩增出产物,50%的引物能够在梨形环棱螺中扩增出产物,由其余属序列得到的引物均不能在环棱螺属动物中扩增出目的产物。利用这些标记能够针对于特定基因对淡水腹足类动物进行种群分析,有助于克服微卫星分子标记在淡水腹足动物不同物种之间通用性差的不足。为利用SSR分子标记对腹足动物的种群结构和遗传多样性等进行更深入的研究提供了资源。本研究在不同水平上对有机稻田和常规稻田中以浮游动物和腹足动物为代表的非目标生物的生物多样性进行了比较,得出有机稻田能够对生活在其中的生物的多样性有一定的提升和保护作用。筛选出了一批基于EST序列的微卫星标记,为今后利用这种标记快速、准确检测淡水腹足类动物群落的遗传多样性提供了有效资源和途径。同时发现了非目标生物在环境监测方面存在的巨大潜力。