生物多样性 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (7): 26146. DOI: 10.17520/biods.2026146
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巩中军1*, 李为争2, 姚永生3, 左旭琦4, 武予清1, 苗进1*
1. 河南省农业有害生物监测与防控重点实验室, 农业农村部华北南部有害生物综合治理重点实验室, 河南省农业科学院植物保护研究所, 郑州 450002
2. 河南农业大学植物保护学院, 郑州 450002
3. 塔里木大学农学院, 新疆阿拉尔 843300
4. 河南云飞科技发展有限公司, 郑州 450003
Zhongjun Gong1*, Weizheng Li2, Yongsheng Yao3, Xuqi Zuo4, Yuqing Wu1, Jin Miao1*
1 Henan Key Laboratory of Agricultural Pest Monitoring and Management, Key Laboratory of Integrated Pest Management in Southern North China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China
2 College of Plant Protection, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China
3 College of Agriculture, Tarim University, Aral, Xinjiang 843300, China
4 Henan Yunfei Technology Development Co. LTD, Zhengzhou 450003, China
摘要: 环境DNA宏条形码技术为土壤节肢动物多样性评估提供了新的手段。土壤节肢动物eDNA可存在于土壤固相、气相和液相中,但不同相态中的eDNA是否对应不同生态位或行为类型的物种群体,尚不清楚。研究以8种作物田土壤为对象,分别采用土壤直接提取法(direct soil extraction,SOL,代表固相)、空气滤膜法(air filtration,AIR,代表气相)和水过滤法(water filtration,WAT,代表液相)提取三种相态的eDNA,结合高通量测序技术分析节肢动物群落组成,旨在揭示土壤节肢动物eDNA在固、液、气三相中的分布特征。结果表明,三种采样方法的α多样性指数无显著差异,但β多样性存在极显著差异。置换多元方差分析(PERMANOVA)表明,三种采样方法下土壤节肢动物群落结构具有极显著差异(R²=0.2816,P=0.001),采样方法可解释群落组成28.16%的变异。主坐标分析(PCoA)进一步显示,三种方法的样本在空间上明显分离,各自聚集为不同的类群。SOL法捕获的OTU数量最为丰富(3,314个),高于AIR法(1,023个)和WAT法(871个)。在科水平上,SOL法对等节跳虫科等土壤底栖类群检出优势明显;WAT法中摇蚊科相对丰度最高(部分样本超过95%);AIR法对金龟子科等类群的检出效率更有优势。天敌类群中,隐翅虫科和舞虻科在三种方法中均有检出,而蟹蛛科和卵形蛛科仅在SOL法中检出。网络分析显示,SOL与AIR、SOL与WAT的比较呈相似模式,SOL方法节点周围聚集大量OTU簇;而AIR与WAT的比较中,高丰度OTU多为方法特异性。等级发生曲线分析表明,SOL法检测到的物种数量最多(169个),分布最均匀;WAT法居中(113个);AIR法最少(83个),以少数优势类群为主。本研究明确了eDNA在土壤固相、气相、液相中的分布与节肢动物的生态位和行为类型密切相关,呈现明显的分布异质性。固相法(SOL)对土壤底栖类群及多种天敌类群的检出效果稳定且覆盖广泛;气相法(AIR)在双翅目、金龟子科等类群的检出上更具优势;液相法(WAT)则对摇蚊科等湿生类群的富集特征尤为明显。针对农田土壤生物多样性评估,建议以SOL法为基础。若研究重点为双翅目或鞘翅目等特定类群,可在SOL法基础上补充AIR法;若研究涉及摇蚊科等偏好湿生环境的类群,则需额外加入WAT法。本研究为理解eDNA在土壤生态系统中的空间分布特征及农田土壤动物多样性监测方法筛选与组合优化提供科学依据。