eDNA技术在两栖动物调查中的应用: 以湖南莽山国家级自然保护区为例

doi:10.17520/biods.2024552

生物多样性 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (6): 24552. DOI: 10.17520/biods.2024552 cstr: 32101.14.biods.2024552

所属专题： eDNA技术应用

eDNA技术在两栖动物调查中的应用: 以湖南莽山国家级自然保护区为例

彭文¹(), 邓泽帅¹(), 郑文宝¹(), 龚凌轩¹(), 曾玉枫¹(), 孟昊¹(), 陈军²(), 杨道德¹^,^*()()

1.中南林业科技大学野生动植物保护研究所, 长沙 410004
2.湖南莽山国家级自然保护区管理局, 湖南郴州 424206

收稿日期:2024-12-08 接受日期:2025-04-22 出版日期:2025-06-20 发布日期:2025-07-28
通讯作者: 杨道德
基金资助:
国家林业和草原局野生动植物保护项目(2024-HN001);湖南省2024年中央财政国家重点保护野生动植物补助项目(HNYB2024-001)

Application of eDNA technology in amphibian surveys: A case study of Hunan Mangshan National Nature Reserve

Wen Peng¹(), Zeshuai Deng¹(), Wenbao Zheng¹(), Lingxuan Gong¹(), Yufeng Zeng¹(), Hao Meng¹(), Jun Chen²(), Daode Yang¹^,^*()()

1. Institute of Wildlife Conservation, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan 410004, China
2. Administration Bureau of Hunan Mangshan National Nature Reserve, Chenzhou, Hunan 424206, China

Received:2024-12-08 Accepted:2025-04-22 Online:2025-06-20 Published:2025-07-28
Contact: Daode Yang
Supported by:
National Forestry and Grassland Administration Wildlife and Flora Protection Project(2024-HN001);Hunan Province 2024 Central Government Finance Subsidy Project for National Key Protected Wildlife and Flora(HNYB2024-001)

摘要/Abstract

摘要： 野生动物的科学保护和有效管理高度依赖于资源本底数据, 而调查方法的精度直接决定了资源评估结果的客观性与准确性。环境DNA (eDNA)技术已在鱼类等水生生物的物种监测中得到广泛应用, 但在两栖动物资源调查中的应用相对较少, 且多集中于对具体物种的监测。本研究以湖南莽山国家级自然保护区为例, 探究eDNA技术在莽山地区两栖动物资源调查中的检测效率与准确性。本研究利用2023年7-8月在该保护区19个水体采样位点所获取的eDNA检测数据, 与同期采用传统的样线法调查所得数据进行对比分析, 并通过计算α和β多样性对两种方法所得结果进行了详细评估。结果显示: 采用这两种方法记录的两栖动物均为34种, 但相同的物种仅有24种; 在Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数上, 这两种方法所获得的两栖动物多样性均存在显著差异(P < 0.05); PCoA和ANOSIM分析的结果也显示, 两种方法记录到的物种组成存在显著差异(P < 0.05), 其原因可能是受到物种习性、采样地点与时间、环境干扰等因素的影响。本研究表明: eDNA技术在两栖动物资源调查方面虽具有较明显的优点, 但目前仍不能完全替代传统的样线法。建议将eDNA技术与传统的调查方法相结合, 以便获得更准确的两栖动物资源本底数据, 促进两栖动物资源的科学保护和管理。

关键词: 两栖动物, 物种多样性调查, 环境DNA技术, 多样性指数, 湖南莽山国家级自然保护区

Abstract

Aims: Scientific protection and effective management of wildlife highly rely on baseline data regarding biological resources, and the precision of survey methods directly affects the objectivity and accuracy of resource assessments. Environmental DNA (eDNA) technology has been widely used in monitoring of fish community, but its application in amphibian surveys still remains relatively limited and is mostly focused on detecting specific species. This study takes Hunan Mangshan National Nature Reserve as a case study to evaluate the detection efficiency and accuracy of eDNA technology in amphibian surveys.

Methods: eDNA test samples were collected from 19 water sampling sites within the reserve between July to August 2023. eDNA data were then compared with data collected during the same period using traditional transect survey methods. By calculating α and β diversity, a comprehensive evaluation of the two methods results was conducted.

Results: Both methods detected 34 amphibian species, with 24 species identified by both approaches. Significant differences (P < 0.05) were observed between the two methods in terms of the Shannon-Wiener diversity index, Simpson dominance index, and Pielou evenness index. PCoA and ANOSIM analysis showed significant differences in species composition between the two methods (P < 0.05), potentially influenced by species behavior, sampling location and timing, and environmental disturbances.

Conclusion: This study demonstrates that while eDNA technology offers clear advantages in amphibian resource survey, it cannot yet completely replace traditional transect method. It is suggested that eDNA techniques be integrated with traditional approaches to obtain more comprehensive and accurate baseline data on amphibian resources, thereby supporting more informed conservation and management efforts.

Key words: amphibia, species diversity survey, environmental DNA technology, diversity index, Hunan Mangshan National Nature Reserve

彭文, 邓泽帅, 郑文宝, 龚凌轩, 曾玉枫, 孟昊, 陈军, 杨道德 (2025) eDNA技术在两栖动物调查中的应用: 以湖南莽山国家级自然保护区为例. 生物多样性, 33, 24552. DOI: 10.17520/biods.2024552.

Wen Peng, Zeshuai Deng, Wenbao Zheng, Lingxuan Gong, Yufeng Zeng, Hao Meng, Jun Chen, Daode Yang (2025) Application of eDNA technology in amphibian surveys: A case study of Hunan Mangshan National Nature Reserve. Biodiversity Science, 33, 24552. DOI: 10.17520/biods.2024552.

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图/表 5

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[63]	Zhou Q, Wang C, Zhang MY, Deng ZY, Xie YX, Mao P, Ma J, Xiang HM, Wei Y, Jiang WS (2025) Exploration of an eDNA procedure for surveying Chinese giant salamanders: A comparison with conventional field methods. Biodiversity and Conservation, 34, 841-858.

分类地位及物种名 Classification status and species name	两栖动物名录收录依据 Basis for inclusion in the amphibian directory
分类地位及物种名 Classification status and species name	eDNA技术 eDNA technology	样线法 Transect method	水体采样点编号 Water sampling point code	样线编号 Transect code
I 有尾目 CAUDATA
(一) 蝾螈科 Salamandridae
1 黄斑肥螈 Pachytriton xanthospilos*	√	5	8、10、14	2、3、9
2 莽山疣螈 Tylototriton lizhenchangi*	√	5	4、9、12	16
II 无尾目 ANURA
(二) 蟾蜍科 Bufonidae
3 中华蟾蜍 Bufo g. gargarizans	√	18	4	1、6、13、14、16、17、19、22
4 黑眶蟾蜍 Duttaphrynus melanostictus	-	7	无 None	1、15、18
(三) 角蟾科 Megophryidae
5 珀普短腿蟾 Brachytarsophrys popei*	√	3	8、10、14	11
6 九连山角蟾 Boulenophrys jiulianensis*	√	-	4、9、16、18	无 None
7 南岭角蟾 B. nanlingensis*	√	13	2、3、14、16、18	2、7、20、21、22、24
8 雨神角蟾 B. ombrophila*	√	17	2、3、10、14、18	7、13
9 石门台角蟾 B. shimentaina*	√	20	2、3、4、7、8、10、11、 13、14、16、18	2、5、7、22
10 舜皇角蟾 B. shunhuangensis	√	-	14、16	无 None
11 莽山掌突蟾 Paramegophrys mangshanensis*	√	10	14	8、10、12、13、20、21
12 波普拟髭蟾 Leptobrachium bompu	√	-	15	无 None
13 崇安髭蟾 Leptobrachella liui*	√	6	10、14	3、6、7、21
14 莽山角蟾 Xenophrys mangshanensis*	√	15	2、3、10、11、13、14、 16、18	2、7、13、15、22、23、24
(四) 蛙科 Ranidae
15 崇安湍蛙 Amolops chunganensis		3	无 None	3
16 戴云湍蛙 A. daiyunensis	√	-	6、12、15	无 None
17 华南湍蛙 A. ricketti	√	66	6、12、15、18	1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、13、14、15、20、24
18 武夷湍蛙 A. wuyiensis	√	-	3、5、6、7、9、12、13、 15、16、18、19	无 None
19 粤琴蛙 Nidirana guangdongensis*	√	8	4	7、22
20 湘琴蛙 N. xiangica	√	169	1、4、6、7、9、10、14	1、7、11、16、20、21、23
21 沼水蛙 Hylarana guentheri	√	33	13、14	4、18、21、22、23
22 阔褶水蛙 H. latouchi*	√	4	4、6、7、8、9、10、14	14、15、24
23 大绿臭蛙 Odorrana graminea	-	57	无 None	1、3、4、5、6、8、10、14、15、19
24 黄岗臭蛙 O. huanggangensis*	√	56	1、3、4、5、6、7、8、9、 10、11、12、13、14、15、 16、17、18、19	1、4、8、11、12、15、18、24
25 天目臭蛙 O. tianmuii	√	-	5、7、8、10、14、15、 17、18	无 None
26 竹叶蛙 O. versabilis	-	23	无 None	2、6、7、8、10、11、12、14、15、16、18、19、22、23
27 宜章臭蛙 O. yizhangensis	-	52	无 None	7、8、9、10、11、13、14、19、22
28 寒露林蛙 Rana hanluica	-	7	无 None	10、21、22
29 长肢林蛙 R. longicrus*	√	-	5、7、14、16、18	无 None
30 镇海林蛙 R. zhenhaiensis	√	23	1、2、3、4、5、6、7、8、 10、12、13、14、15、16、 17、18、19	19、21、22
31 黑斑侧褶蛙 Pelophyax nigromaculatus	-	3	无 None	1、6
(五) 树蛙科 Rhacophoridae
32 广东纤树蛙 Gracixalus guangdongensis	√	1	1、6、9、16、18、19	8
33 布氏泛树蛙 Polypedates braueri	√	-	4、9	无 None
34 斑腿泛树蛙 P. megacephalus	√	-	4、6、9	无 None
35 大树蛙 Zhangixalus dennysi	-	4	无 None	2、8、11、15
36 峨眉树蛙 Z. omeimontis		1	无 None	16
(六) 姬蛙科 Microhylidae
37 粗皮姬蛙 Microhyla butleri	√	25	2	21
38 小弧斑姬蛙 M. heymonsi		28	无 None	16、21、22、23
(七) 叉舌蛙科 Dicroglossidae
39 泽陆蛙 Fejervarya multistriata	√	79	4、6、9、14	1、12、14、18、20、21、23、24
40 虎纹蛙 Hoplobatrachus chinensis	√	-	1、2、4、5、6、8、9、 10、14、15	无 None
41 福建大头蛙 Limnonectes fujianensis*	√	12	7、14	4、7、11、12、14、21、22、23、24
42 棘腹蛙 Quasipaa boulengeri	√	7	8、10	3、6、7、13
43 小棘蛙 Q. exilispinosa*	√	48	全部 All	1、2、4、5、6、8、10、11、12、13、15、17、19、22、24
44 棘胸蛙 Q. spinosa	√	31	1、3、6、7、8、9、10、 11、13、14、15、16、17、 18、19	3、4、7、10、11、15、16、19、21、24
合计 Total 44	34	859

分类地位及物种名 Classification status and species name	两栖动物名录收录依据 Basis for inclusion in the amphibian directory
分类地位及物种名 Classification status and species name	eDNA技术 eDNA technology	样线法 Transect method	水体采样点编号 Water sampling point code	样线编号 Transect code
I 有尾目 CAUDATA
(一) 蝾螈科 Salamandridae
1 黄斑肥螈 Pachytriton xanthospilos*	√	5	8、10、14	2、3、9
2 莽山疣螈 Tylototriton lizhenchangi*	√	5	4、9、12	16
II 无尾目 ANURA
(二) 蟾蜍科 Bufonidae
3 中华蟾蜍 Bufo g. gargarizans	√	18	4	1、6、13、14、16、17、19、22
4 黑眶蟾蜍 Duttaphrynus melanostictus	-	7	无 None	1、15、18
(三) 角蟾科 Megophryidae
5 珀普短腿蟾 Brachytarsophrys popei*	√	3	8、10、14	11
6 九连山角蟾 Boulenophrys jiulianensis*	√	-	4、9、16、18	无 None
7 南岭角蟾 B. nanlingensis*	√	13	2、3、14、16、18	2、7、20、21、22、24
8 雨神角蟾 B. ombrophila*	√	17	2、3、10、14、18	7、13
9 石门台角蟾 B. shimentaina*	√	20	2、3、4、7、8、10、11、 13、14、16、18	2、5、7、22
10 舜皇角蟾 B. shunhuangensis	√	-	14、16	无 None
11 莽山掌突蟾 Paramegophrys mangshanensis*	√	10	14	8、10、12、13、20、21
12 波普拟髭蟾 Leptobrachium bompu	√	-	15	无 None
13 崇安髭蟾 Leptobrachella liui*	√	6	10、14	3、6、7、21
14 莽山角蟾 Xenophrys mangshanensis*	√	15	2、3、10、11、13、14、 16、18	2、7、13、15、22、23、24
(四) 蛙科 Ranidae
15 崇安湍蛙 Amolops chunganensis		3	无 None	3
16 戴云湍蛙 A. daiyunensis	√	-	6、12、15	无 None
17 华南湍蛙 A. ricketti	√	66	6、12、15、18	1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、13、14、15、20、24
18 武夷湍蛙 A. wuyiensis	√	-	3、5、6、7、9、12、13、 15、16、18、19	无 None
19 粤琴蛙 Nidirana guangdongensis*	√	8	4	7、22
20 湘琴蛙 N. xiangica	√	169	1、4、6、7、9、10、14	1、7、11、16、20、21、23
21 沼水蛙 Hylarana guentheri	√	33	13、14	4、18、21、22、23
22 阔褶水蛙 H. latouchi*	√	4	4、6、7、8、9、10、14	14、15、24
23 大绿臭蛙 Odorrana graminea	-	57	无 None	1、3、4、5、6、8、10、14、15、19
24 黄岗臭蛙 O. huanggangensis*	√	56	1、3、4、5、6、7、8、9、 10、11、12、13、14、15、 16、17、18、19	1、4、8、11、12、15、18、24
25 天目臭蛙 O. tianmuii	√	-	5、7、8、10、14、15、 17、18	无 None
26 竹叶蛙 O. versabilis	-	23	无 None	2、6、7、8、10、11、12、14、15、16、18、19、22、23
27 宜章臭蛙 O. yizhangensis	-	52	无 None	7、8、9、10、11、13、14、19、22
28 寒露林蛙 Rana hanluica	-	7	无 None	10、21、22
29 长肢林蛙 R. longicrus*	√	-	5、7、14、16、18	无 None
30 镇海林蛙 R. zhenhaiensis	√	23	1、2、3、4、5、6、7、8、 10、12、13、14、15、16、 17、18、19	19、21、22
31 黑斑侧褶蛙 Pelophyax nigromaculatus	-	3	无 None	1、6
(五) 树蛙科 Rhacophoridae
32 广东纤树蛙 Gracixalus guangdongensis	√	1	1、6、9、16、18、19	8
33 布氏泛树蛙 Polypedates braueri	√	-	4、9	无 None
34 斑腿泛树蛙 P. megacephalus	√	-	4、6、9	无 None
35 大树蛙 Zhangixalus dennysi	-	4	无 None	2、8、11、15
36 峨眉树蛙 Z. omeimontis		1	无 None	16
(六) 姬蛙科 Microhylidae
37 粗皮姬蛙 Microhyla butleri	√	25	2	21
38 小弧斑姬蛙 M. heymonsi		28	无 None	16、21、22、23
(七) 叉舌蛙科 Dicroglossidae
39 泽陆蛙 Fejervarya multistriata	√	79	4、6、9、14	1、12、14、18、20、21、23、24
40 虎纹蛙 Hoplobatrachus chinensis	√	-	1、2、4、5、6、8、9、 10、14、15	无 None
41 福建大头蛙 Limnonectes fujianensis*	√	12	7、14	4、7、11、12、14、21、22、23、24
42 棘腹蛙 Quasipaa boulengeri	√	7	8、10	3、6、7、13
43 小棘蛙 Q. exilispinosa*	√	48	全部 All	1、2、4、5、6、8、10、11、12、13、15、17、19、22、24
44 棘胸蛙 Q. spinosa	√	31	1、3、6、7、8、9、10、 11、13、14、15、16、17、 18、19	3、4、7、10、11、15、16、19、21、24
合计 Total 44	34	859

eDNA技术在两栖动物调查中的应用: 以湖南莽山国家级自然保护区为例

Application of eDNA technology in amphibian surveys: A case study of Hunan Mangshan National Nature Reserve

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