海水鱼类胃含物的DNA条形码分析技术建立与验证

Feeding habit of fish species can directly influence the transfer of nutritional matters and flow of energy in a food chain or food web. Fish feeding habit analysis is fundamental for studying the structure and function of marine ecosystem. The stomach contents analysis is one of the important methods to study the fish feeding habit and its core issue is to detect the diet composition. The species identification of diet composition is always based on morphological analysis in traditional method. However, the limitation of traditional method is obvious when the stomach contents are made up of zooplankton which is the main food organisms in early life-stages of marine fish. The morphological identification of the zooplankton in fish gut contents is time-consuming and even impossible for some taxa and especially for the samples that have high degree of digestion. In recent years, DNA barcoding provides digitalized criteria and effective means for species identification. In this study, the newly developed DNA barcoding technology would be applied to establish a convenient and accurate method for the analysis of fish stomach contents and the effectiveness and applicability of the method will be measured in practical application experiment. The newly established method could be foundational research tools for studying fish feeding habit and marine ecosystem, which provides a theoretical foundation for conducting fishery resource management.

鱼类的摄食习性直接影响着食物链、食物网的物质循环和能量流动。对鱼类摄食生态的研究是探索海洋生态系统结构与功能的基础。鱼类摄食生态研究中常采用胃含物分析的方法，其首要任务是探明饵料生物的种类组成。传统方法常依赖形态学的直接观察对饵料生物进行分析。然而此方法并不适用于对海洋鱼类食物组成中浮游动物的种类鉴定。浮游动物是海洋鱼类早期生活史阶段的重要饵料生物，它们中的很多类群形态差异细微，且在鱼类胃含物中常因消化程度较高而发生严重降解，根据形态学特征难以实现对其种类的识别。近年来，DNA条形码为物种鉴定提供了可信息化的分类标准和有效的分类学手段。本项目拟基于DNA条形码，建立一套便捷、准确的海水鱼类胃含物分析技术并对其有效性和适用性进行验证。海水鱼类胃含物的DNA条形码分析技术的建立可为鱼类摄食生态及海洋生态系统研究提供新的技术手段和科学依据，对合理利用和管理海洋渔业资源具有重要的参考意义。

在海洋生态系统中，食物关系是生物体之间重要而普遍的相互联系之一。作为海洋生态系统中最重要的类群，鱼类的摄食习性直接影响着食物链、食物网的物质循环和能量流动。对鱼类摄食生态的研究是探索海洋生态系统结构与功能的基础。鱼类摄食生态研究中常采用胃含物分析的方法，其首要目标是探明饵料生物的种类组成。传统方法常依赖形态学的直接观察对饵料生物进行分析，然而这种方法对某些饵料生物类群的检测具有局限性，且胃含物常因消化程度较高而发生严重降解，根据形态学特征难以实现对其组分的识别。本项目基于DNA条形码和高通量测序技术建立了一套便捷、准确的海水鱼类胃含物分析技术并对其有效性和适用性进行验证。主要研究内容包括：1. 海洋鱼类饵料生物主要类群标准DNA条形码的确定及其相关引物的筛选与设计。2. 基于人工模拟样品的海洋鱼类胃含物DNA条形码检测方法的初步建立。3. 基于野外采集样品的海洋鱼类胃含物DNA条形码检测方法的验证与优化。本课题最终构建了以高通量测序技术为核心的海洋鱼类胃含物DNA条形码分析技术，为鱼类摄食生态及海洋生态系统的研究提供了新的技术手段和科学依据，对合理利用和管理海洋渔业资源具有重要的参考意义。