基于高通量DNA测序的南麂列岛海洋底栖环节动物多样性分析

摘要

我国于1990年正式设立海洋自然保护区制度，其中南麂列岛国家级海洋自然保护区就是最初设立的5个海洋自然保护区之一，也是我国设立的第一个海岛海域生态系统自然保护区。自保护区成立以来，已经进行多次生态资源的本底调查。现在南麂列岛国家海洋自然保护区已经不仅仅是保护贝藻类的保护区，也是对岛上及周围海域所有物种的一个保护区。相对于贝藻类，对保护区内大型底栖生物的研究相对较为匮乏，因此，本文通过一个年度的对大型底栖动物的样本采集，初步地对南麂列岛国家海洋自然保护区内大型底栖动物的物种多样性组成进行研究。　　随着生物学家对分类学研究日益深入，传统的形态学手段已经不能满足对物种鉴定的需要，尤其是一些形态特征相近的物种。分子生物学的快速发展为生物学家提供了一种新的物种分类的方法，即利用DNA条形码来进行物种鉴定。近年来，随着生物技术的发展，进行测序的成本也变得越来越低，这也极大地促进分子生物学在物种鉴定方面的应用。同时，随着第二代测序技术（即高通量测序技术）的高速发展，对生物多样性的研究也拥有了越来越多的手段，本文利用了形态学特征与DNA条形码技术两种手段对南麂列岛国家海洋自然保护区内的大型底栖动物进行鉴定，其中DNA条形码的测序手段包括了使第一代测序技术和第二代测序技术（即高通量测序技术）。　　本文根据2017年5月、2017年8月、2017年11月、2018年3月春、夏、秋、冬四个季度在南麂列岛国家海洋自然保护区的设立的采样点进行的样本采集，对获得大型底栖动物样本个体，以每个季度为一份样本，使用全新的高通量测序方法，同时兼顾形态学鉴定与以CO I基因为条形码的第一代测序技术，去除两种方法重复鉴定得到的物种，共鉴定到大型底栖动物种类共30种。其中高通量测序鉴定得到15个物种，形态学与sanger测序鉴定得到21个物种。同时得到每个季度南麂列岛国家海洋自然保护区内大型底栖动物生物多样性，发现生物多样性依然保持稳定在较高的水平，说明南麂列岛保护区设立对自然资源的保护起到了至关重要的作用。同时，本文还对未来保护区的生物多样性的维护与规划提供参考。由于大型底栖动物在食物链中处于底层，所以同时也对鱼类养殖等农业方面提供了参考与建议。

目录

声明

第一章 引言1

1.1 海洋大型底栖动物的概述

1.1.1 大型底栖动物的定义与生态地位

1.1.2 环境与海洋底栖动物的影响和相互关系

1.1.3 人类活动与海洋大型底栖动物的关系

1.1.4 海洋大型底栖动物与生态评价

1.2南麂列岛国家级海洋自然保护区概况

1.2.1海洋自然保护区概述及其意义

1.2.2南麂列岛国家级海洋自然保护区自然环境概况

1.2.3南麂列岛国家级海洋自然保护区相关海洋生物的研究现状

1.3.1 高通量技术的发展

1.3.2 DNA条形码技术在高通量测序中的应用

第二章 材料与方法

2.1.1采样时间

2.1.2采样地点

2.1.3样本采集后的后续实验操作及保存

2.2实验所需的物品和仪器设备

2.3 DNA提取和储存

2.4.1实验流程

2.4.2数据信息处理流程

2.4.3 物种分析方法

2.4.4 Alpha多样性分析方法

2.5.1引物选择及PCR过程

2.5.2 Sanger测序数据分析

第三章 结果

3.1 高通量测序鉴定结果

3.1.1 春季（2017年5月）高通量测序鉴定结果

3.1.2 夏季（2017年8月）高通量测序鉴定结果

3.1.3 秋季（2017年11月）高通量测序鉴定结果

3.1.4 冬季（2018年3月）高通量测序鉴定结果

3.2 各季度样本Alpha多样性指数

3.3 形态学以及Sanger 测序鉴定结果

3.3.1春季（2017年5月）形态学以及Sanger 测序鉴定结果

3.3.2夏季（2017年8月）形态学以及Sanger 测序鉴定结果

3.3.3秋季（2017年11月）形态学以及Sanger 测序鉴定结果

3.3.4冬季（2018年2月）形态学以及Sanger 测序鉴定结果

3.4 小结

第四章 讨 论

4.1 高通量测序的优点与数据库的局限性

4.2.1海洋底栖环节动物多样性分析

4.2.2南麂列岛海洋底栖环节动物物种多样性对农业生产的影响与意义

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果