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南极海域浮游植物群落宏条形码分析中最小分类单元划分方法的比较
1
作者
罗培铷
刘璐
+2 位作者
陈作志
张吉昌
王新良
《渔业科学进展》
2025年第6期129-142,共14页
近年来,环境DNA宏条形码技术已成为评估海洋浮游植物多样性的重要方法之一,高通量测序结果的分析在一定程度上影响着群落结构信息。本研究对南极海域环境DNA样本进行18S rDNA V4区高通量测序,选取目前应用最广泛的两种最小分类单元划分...
近年来,环境DNA宏条形码技术已成为评估海洋浮游植物多样性的重要方法之一,高通量测序结果的分析在一定程度上影响着群落结构信息。本研究对南极海域环境DNA样本进行18S rDNA V4区高通量测序,选取目前应用最广泛的两种最小分类单元划分方法:97%操作分类单元(OTU)和扩增子序列变体(ASV),对浮游植物群落分析结果进行比较研究。结果显示,两种方法获得的浮游植物群落均主要由甲藻门(Dinoflagellata)、硅藻门(Bacillariophyta)、定鞭藻门(Haptophyta)组成,Simpson和Shannon多样性指数无显著差异,均能较好地反映调查海域浮游植物群落整体特征。两种方法均识别到南极棕囊藻(Phaeocystis antarctica)、无刺环毛藻(Corethron inerme)、双叉角毛藻(Chaetoceros dichaeta)、裸甲藻(Gymnodinium sp.)和原甲藻(Prorocentrum sp.)等南极海域常见优势类群。ASV方法进一步筛选出圆柱拟脆杆藻(Fragilariopsis cylindrus)、克格伦拟脆杆藻(Fragilariopsis kerguelensis)等引起群落差异的重要物种,能够获得更精细的物种信息。相比之下,OTU方法则可能存在注释结果不精准或某些物种相对丰度被低估的现象。因此,当聚焦具体物种时,ASV方法更具应用前景。另外,虽然β多样性在两种方法中没有显著差异,但通过对比研究发现,使用加权的距离指数(Bray-Curtis和加权Unifrac距离)能够增加分析结果的可信度。通过探索最小分类单元划分方法在浮游植物群落结构和多样性分析中表现的差异,可为后续浮游植物群落的多样性研究提供方法选择依据。优化算法和测序区域的选择对浮游植物群落宏条形码多样性研究结果的影响仍需进一步探索。
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关键词
南极海域
浮游植物群落
18S
rDNA
操作分类单元(OTU)
扩增子
序列
变
体
(
asv
)
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题名
南极海域浮游植物群落宏条形码分析中最小分类单元划分方法的比较
1
作者
罗培铷
刘璐
陈作志
张吉昌
王新良
机构
中国水产科学研究院黄海水产研究所、农业农村部极地渔业开发重点实验室
出处
《渔业科学进展》
2025年第6期129-142,共14页
基金
国家自然科学基金青年基金(42306259)
农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室开放课题、国家重点研发计划(2022YFC2807605)
中国水产科学研究院中央级科研院所基本科研业务费专项资金(2024TD02)共同资助。
文摘
近年来,环境DNA宏条形码技术已成为评估海洋浮游植物多样性的重要方法之一,高通量测序结果的分析在一定程度上影响着群落结构信息。本研究对南极海域环境DNA样本进行18S rDNA V4区高通量测序,选取目前应用最广泛的两种最小分类单元划分方法:97%操作分类单元(OTU)和扩增子序列变体(ASV),对浮游植物群落分析结果进行比较研究。结果显示,两种方法获得的浮游植物群落均主要由甲藻门(Dinoflagellata)、硅藻门(Bacillariophyta)、定鞭藻门(Haptophyta)组成,Simpson和Shannon多样性指数无显著差异,均能较好地反映调查海域浮游植物群落整体特征。两种方法均识别到南极棕囊藻(Phaeocystis antarctica)、无刺环毛藻(Corethron inerme)、双叉角毛藻(Chaetoceros dichaeta)、裸甲藻(Gymnodinium sp.)和原甲藻(Prorocentrum sp.)等南极海域常见优势类群。ASV方法进一步筛选出圆柱拟脆杆藻(Fragilariopsis cylindrus)、克格伦拟脆杆藻(Fragilariopsis kerguelensis)等引起群落差异的重要物种,能够获得更精细的物种信息。相比之下,OTU方法则可能存在注释结果不精准或某些物种相对丰度被低估的现象。因此,当聚焦具体物种时,ASV方法更具应用前景。另外,虽然β多样性在两种方法中没有显著差异,但通过对比研究发现,使用加权的距离指数(Bray-Curtis和加权Unifrac距离)能够增加分析结果的可信度。通过探索最小分类单元划分方法在浮游植物群落结构和多样性分析中表现的差异,可为后续浮游植物群落的多样性研究提供方法选择依据。优化算法和测序区域的选择对浮游植物群落宏条形码多样性研究结果的影响仍需进一步探索。
关键词
南极海域
浮游植物群落
18S
rDNA
操作分类单元(OTU)
扩增子
序列
变
体
(
asv
)
Keywords
Antarctic waters
Phytoplankton community
18S rDNA
Operational taxonomic unit(OTU)
Amplicon sequence variant(
asv
)
分类号
Q948.8 [生物学]
Q178.53 [生物学—植物学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
南极海域浮游植物群落宏条形码分析中最小分类单元划分方法的比较
罗培铷
刘璐
陈作志
张吉昌
王新良
《渔业科学进展》
2025
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