生物多样性 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (1): 24403. DOI: 10.17520/biods.2024403 cstr: 32101.14.biods.2024403
贺加贝1(), 柯可1, 孙海明2, 胡丽萍1, 赵晓伟1, 王文豪1, 赵强1,*(
)
收稿日期:
2024-09-08
接受日期:
2025-01-17
出版日期:
2025-01-20
发布日期:
2025-01-27
通讯作者:
* E-mail: 基金资助:
Jiabei He1(), Ke Ke1, Haiming Sun2, Liping Hu1, Xiaowei Zhao1, Wenhao Wang1, Qiang Zhao1,*(
)
Received:
2024-09-08
Accepted:
2025-01-17
Online:
2025-01-20
Published:
2025-01-27
Contact:
* E-mail: Supported by:
摘要:
底栖动物是海洋生态系统的重要组成部分, 在调控海洋生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演了关键角色。腹足类动物通过捕食与被捕食行为调控着底栖生态系统的稳定性, 研究腹足类生物的食性有助于我们理解这一调控过程。香螺(Neptunea cumingii)是我国北方海域一种重要的腹足类动物, 具备极高的生态价值和经济价值。但是, 我们对其食性组成及生态功能的了解并不透彻。因此, 有必要探明自然条件下香螺现场食物组成, 提升对腹足类动物在我国北方海域底栖生态系统中所起调控作用的认识。本研究借助4份野生香螺胃含物样品, 以18S rDNA V4区和V9区为标靶, 利用DNA宏条形码技术对其胃含物真核生物进行分析。结果显示, 在4个样品中, 18S rDNA V4区和V9区共分别获得265,161条和221,998条高质量序列, 分别占各自原始序列的93.16%和86.54%, 分别注释到141个和490个OTUs; 虽然18S rDNA V4区获得的优质序列数及占比均更高, 但其注释到的物种数比18S rDNA V9区偏少。两个可变区所有OTUs分属17个门类, 包括动物界10门、真菌界5门、植物界1门, 以及SAR超类群, 包括不等鞭毛生物(Stramenopiles)、囊泡虫(Alveolates)和有孔虫(Rhizaria); 在纲水平上, 腹足纲、辅鳍鱼纲、吸虫纲和色矛纲相对丰度在两个可变区中均排名前十; 在OTU水平上, 两个可变区中3个以上样品中均有检出的物种仅分别占5.67%和8.08%, 且其共同属于软体动物门、脊椎动物亚门、子囊菌门及SAR超类群。总体上, 18S rDNA V4区和V9区两段DNA条形码分析结果显示, 香螺胃含物中真核生物种类丰富, 包括动物(如环节动物、节肢动物、软体动物)、真菌、植物和原生生物, 其中最丰富的类群是腹足类、鱼类、吸虫和真菌。在多个样本中只检测到一小部分共有OTUs, 这表明不同香螺摄食种类多变。结果表明, 香螺现场食性是一种机会主义捕食者, 动物尸体及海底沉积物可能是香螺自然状态下主要食物来源, 但同时其具备一定的清理附着生物潜能及植食性能力, 饵料可驯化性较强。其饵料组成受生存微环境影响较大, 具备一定的饵料驯化潜力。研究结果为深入了解香螺在海洋生态系统中的作用提供了数据支持, 并为香螺人工养殖饵料配比研究提供了新见解。
贺加贝, 柯可, 孙海明, 胡丽萍, 赵晓伟, 王文豪, 赵强 (2025) 基于DNA宏条形码技术分析香螺食性. 生物多样性, 33, 24403. DOI: 10.17520/biods.2024403.
Jiabei He, Ke Ke, Haiming Sun, Liping Hu, Xiaowei Zhao, Wenhao Wang, Qiang Zhao (2025) Diet analysis of Neptunea cumingii using metabarcoding. Biodiversity Science, 33, 24403. DOI: 10.17520/biods.2024403.
引物 Primer | 引物序列 Primer sequence | 预期长度 Fragment length | 参考文献 Reference | |
---|---|---|---|---|
18S rDNA V4 | 3NDF | 5′-GGCAAGTCTGGTGCCAG-3′ | 450 bp | Bråte et al, |
V4-euk-R2R | 5′-ACGGTATCTRATCRTCTTCG-3′ | |||
18S rDNA V9 | Euk1391f | 5′-GTACACACCGCCCGTC-3′ | 200‒300 bp | Amaral-Zettler et al, |
EukBr | 5′-TGATCCTTCTGCAGGTTCACCTAC-3′ |
表1 基于18S rDNA不同可变区对香螺胃含物种类鉴定使用的PCR引物
Table 1 PCR primers for species identification for stomach contents of Neptunea cumingii based on different hypervariable regions of 18S rDNA
引物 Primer | 引物序列 Primer sequence | 预期长度 Fragment length | 参考文献 Reference | |
---|---|---|---|---|
18S rDNA V4 | 3NDF | 5′-GGCAAGTCTGGTGCCAG-3′ | 450 bp | Bråte et al, |
V4-euk-R2R | 5′-ACGGTATCTRATCRTCTTCG-3′ | |||
18S rDNA V9 | Euk1391f | 5′-GTACACACCGCCCGTC-3′ | 200‒300 bp | Amaral-Zettler et al, |
EukBr | 5′-TGATCCTTCTGCAGGTTCACCTAC-3′ |
原始序列 Paired-end reads | 高质量序列 High quality reads | 序列平均长度 Average length of reads | OTU数 No. of OTU | |
---|---|---|---|---|
18S rDNA V4 | 284,619 | 265,161 | 429 | 141 |
18S rDNA V9 | 256,536 | 221,998 | 124 | 490 |
表2 香螺胃含物中基于18S rDNA不同可变区获得的原始序列数、高质量序列数和操作分类单元数(OTUs)
Table 2 The raw reads, high quality reads and operational taxonomic units (OTUs) in stomach contents of Neptunea cumingii based on different hypervariable regions of 18S rDNA
原始序列 Paired-end reads | 高质量序列 High quality reads | 序列平均长度 Average length of reads | OTU数 No. of OTU | |
---|---|---|---|---|
18S rDNA V4 | 284,619 | 265,161 | 429 | 141 |
18S rDNA V9 | 256,536 | 221,998 | 124 | 490 |
图1 基于不同可变区序列所获香螺胃含物分类信息
Fig. 1 Classification information of stomach contents in Neptunea cumingii obtained from different hypervariable regions. OTU, Operational taxonomic unit.
分类 Classification | 细化分类单元 Classification in details |
---|---|
环节动物门 Annelida | 单向蚓目 Haplotaxida |
节肢动物门 Arthropoda | 猛水蚤目 Harpacticoida 尾肢目 Podocopida 软甲纲 Malacostraca 膜翅目 Hymenoptera 鳃足纲 Diplostraca 蛛形纲 Arachnida |
软体动物门 Mollusca | 牡蛎目 Ostreoida 新腹足目 Caenogastropoda 枪形目 Teuthida 头足纲 Cephalopoda |
扁形动物门 Platyhelminthes | 后睾目 Opisthorchiida 斜睾目 Plagiorchiida 独孤科 Azygiida |
脊椎动物亚门 Vertebrata | 哺乳纲 Mammalia 辅鳍鱼纲 Actinopterygii |
刺胞动物门 Cnidaria | 多壳目 Multivalvulida |
眼虫门 Euglenozoa | 异线虫目 Heteronematina 动质体纲 Kinetoplastea 副牙形目 Parabodonida |
线虫动物门 Nematozoa | 蛔目 Ascaridida 单宫目 Monhysterida 杆形目 Rhabditida |
棘皮动物门 Echinodermata | 海星纲 Asteroidea |
苔藓虫门 Bryozoa | 唇口目 Cheilostomatida 栉口目 Ctenostomatida |
Aphelidea | 未鉴定 Norank |
子囊菌门 Ascomycota | 枝孢菌科 Cladosporiaceae 曲霉科 Aspergillaceae 梅奇酵母科 Metschnikowiaceae 毕赤酵母科 Pichiaceae 汉斯德巴酵母科 Debaryomycetaceae 双足囊菌科 Dipodascaceae 亚隔孢壳科 Didymellaceae 酵母科 Saccharomycetaceae 发菌科 Trichocomaceae Plectosphaerellaceae |
担子菌门 Basidiomycota | 线黑粉菌科 Filobasidiaceae 马拉色菌科 Malasseziaceae 微球黑粉菌纲 Microbotryomycetes 短臂担科 Brachybasidiaceae 伞菌目 Agaricales 毛孢子菌科 Trichosporonaceae 黑粉菌科 Ustilaginaceae 多孔菌目 Polyporales |
壶菌门 Chytridiomycota | 未鉴定 Norank |
隐霉菌门 Cryptomycota | 未鉴定 Norank |
芦苇藻门 Phragmoplastophyta | 有胚植物纲 Embryophyta |
SAR超类群 SAR | 网黏菌纲 Labyrinthulomycetes 脆杆菌目 Fragilariales 水云目 Ectocarpales 间藻纲 Mediophyceae 卡盾藻纲 Chattonellales Archigregarinorida Thecofilosea 海洋原生藻 MAST-12A 叶咽纲 Phyllopharyngea Eugregarinorida 横列甲藻纲 Dinophyceae Gregarinasina 植黏菌纲 Phytomyxea 多甲藻目 Peridiniales 直链藻属 Melosirids Suessiaceae |
表3 基于饵料种类分析结果
Table 3 Results of food types analysis based on OTUs
分类 Classification | 细化分类单元 Classification in details |
---|---|
环节动物门 Annelida | 单向蚓目 Haplotaxida |
节肢动物门 Arthropoda | 猛水蚤目 Harpacticoida 尾肢目 Podocopida 软甲纲 Malacostraca 膜翅目 Hymenoptera 鳃足纲 Diplostraca 蛛形纲 Arachnida |
软体动物门 Mollusca | 牡蛎目 Ostreoida 新腹足目 Caenogastropoda 枪形目 Teuthida 头足纲 Cephalopoda |
扁形动物门 Platyhelminthes | 后睾目 Opisthorchiida 斜睾目 Plagiorchiida 独孤科 Azygiida |
脊椎动物亚门 Vertebrata | 哺乳纲 Mammalia 辅鳍鱼纲 Actinopterygii |
刺胞动物门 Cnidaria | 多壳目 Multivalvulida |
眼虫门 Euglenozoa | 异线虫目 Heteronematina 动质体纲 Kinetoplastea 副牙形目 Parabodonida |
线虫动物门 Nematozoa | 蛔目 Ascaridida 单宫目 Monhysterida 杆形目 Rhabditida |
棘皮动物门 Echinodermata | 海星纲 Asteroidea |
苔藓虫门 Bryozoa | 唇口目 Cheilostomatida 栉口目 Ctenostomatida |
Aphelidea | 未鉴定 Norank |
子囊菌门 Ascomycota | 枝孢菌科 Cladosporiaceae 曲霉科 Aspergillaceae 梅奇酵母科 Metschnikowiaceae 毕赤酵母科 Pichiaceae 汉斯德巴酵母科 Debaryomycetaceae 双足囊菌科 Dipodascaceae 亚隔孢壳科 Didymellaceae 酵母科 Saccharomycetaceae 发菌科 Trichocomaceae Plectosphaerellaceae |
担子菌门 Basidiomycota | 线黑粉菌科 Filobasidiaceae 马拉色菌科 Malasseziaceae 微球黑粉菌纲 Microbotryomycetes 短臂担科 Brachybasidiaceae 伞菌目 Agaricales 毛孢子菌科 Trichosporonaceae 黑粉菌科 Ustilaginaceae 多孔菌目 Polyporales |
壶菌门 Chytridiomycota | 未鉴定 Norank |
隐霉菌门 Cryptomycota | 未鉴定 Norank |
芦苇藻门 Phragmoplastophyta | 有胚植物纲 Embryophyta |
SAR超类群 SAR | 网黏菌纲 Labyrinthulomycetes 脆杆菌目 Fragilariales 水云目 Ectocarpales 间藻纲 Mediophyceae 卡盾藻纲 Chattonellales Archigregarinorida Thecofilosea 海洋原生藻 MAST-12A 叶咽纲 Phyllopharyngea Eugregarinorida 横列甲藻纲 Dinophyceae Gregarinasina 植黏菌纲 Phytomyxea 多甲藻目 Peridiniales 直链藻属 Melosirids Suessiaceae |
图2 香螺胃含物纲水平相对丰度组成(S1‒4代表不同样品)。(a) 18S rDNA V4区; (b) 18S rDNA V9区。图例中红色字体为18S rDNA V4和V9区共同检出类别。
Fig. 2 Relative abundance of stomach contents for Neptunea cumingii in the class level (S1‒4 represents different samples). (a) 18S rDNA V4 hypervariable region; (b) 18S rDNA V9 hypervariable region. The red font in the legend indicates the taxonomic categories identified by both the 18S rDNA V4 and V9 regions.
图3 香螺胃含物不同样品中OTUs分布韦恩图(S1‒4代表不同样品)。(a) 18S rDNA V4区; (b) 18S rDNA V9区。
Fig. 3 Venn diagram showing the unique and shared OTUs in samples (S1-4 represents different samples). (a) 18S rDNA V4 hypervariable region; (b) 18S rDNA V9 hypervariable region.
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[5] | 陆琪,胡强,施小刚,金森龙,李晟,姚蒙. 基于分子宏条形码分析四川卧龙国家级自然保护区雪豹的食性[J]. 生物多样性, 2019, 27(9): 960-969. |
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