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Human activities’ fingerprint on multitrophic biodiversity and ecosystem functions across a major river catchment in China 期刊：Global Change Biology IF：13.211 发表时间：2020 研究目的和主要结果人类活动导致的全球变化在各个方面均对河流生物多样性具有显著影响，包括分类学、系统发育和功能多样性，并且这种影响被认为会导致生态系统功能的丢失。 理解生态系统功能丢失及其于生物多样性之间的关系至关重要，但是目前大部分研究还只是关注单一一类生物或功能类型，而人类活动对多营养级生物多样性和生态系统多功能性的影响还所知有限。 本文使用环境DNA技术获取了我国一条河流流域从细菌到无脊椎动物的生物多样性图谱，并且分析了其于多种生态系统功能的关联。 本文首先发现了研究河流中一致性的多物种空间分布图谱，并且结果暗示人类陆地使用情况对河流生物群落具有非常强的环境过滤作用。
人类陆地使用情况解释了河流多营养级生物多样性和生态系统功能的降低，同时使河流生态系统功能冗余性提高。
生物多样性与生态系统功能的联系呈现“上凹型”规律。
SEM分析表明生物多样性的变化通过生物多样性的丢失以及群落多营养级物种依赖关系的改变影响生态系统功能。
数据获取和分析样本来自淮河的主要支流沙颍河，共计18个采样点，按照其土地利用情况分为3类。
细菌使用16S V3区、真菌、藻类和原生生物使用18S V9区、无脊椎动物使用COI进行eDNA测序。 原生动物、真菌、藻类和细菌群落使用Greengenes数据库和Protist Ribosomal Reference database数据库进行注释，无脊椎动物使用NCBI Genbank数据库进行注释。 分类学多样性包括Chao1丰富度、Shannon多样性和Pielou’s均匀度；系统发育多样性为Faith’s系统发育多样性指数；功能多样性包括功能丰富度、Rao’s quadratic entropy(FD)和功能冗余性；使用Z-score的方式计算多营养级生物多样性。 测定了树叶和棉条分解情况以及4种营养循环相关的酶活性，通过多功能指数的方法评估生态系统功能，遥感数据计算各采样点的人类土地利用情况。 评述细菌群落测序相关的文章现在可以说已经泛滥了，想要单纯靠细菌群落测序发表文章，特别是一区以上的期刊，可以说是越来越难。 现在扩增子测序的价格已经一降再降，加之基于eDNA的真核微生物扩增子及其分析技术的逐渐成熟，同一批样本，同时测定多种类型的微生物甚至再测定一下大型真核生物，把研究从单一营养级提升到多营养级，相比于宏基因组深挖来说，可能是性价比更高的发文章方式。 当然，只测细菌和真菌两种微生物估计也不太行，还是要测到4-5种不同类型的生物类型，另外就是想做这种研究的朋友也不要过于乐观，虽然测序和分析技术逐渐成熟，但是至少国内绝大多数测序公司对于真核生物扩增子数据的分析还是沿用细菌那一套，具体做过的朋友可能会有所了解，这中间会遇到很多问题，所以想要做这方面的朋友还是要交点学费的。 说回这篇文章的分析内容，其实具体的研究没什么好说的，不过如果各位eDNA相关文章看的多的话，特别是水平比较高的文章，应该会发现一个明显的现象，就是这些高水平的eDNA测序相关的额文章与传统微生物扩增子文章相比有一个明显的区别，那就是这些文章几乎很少提及研究样本中具体的物种组成信息，就算有提到也是很快就带过了，不会像传统的微生物扩增子文章那样翻来覆去的比较，找差异物种来作为主要的结果。 这一点在大型生物eDNA研究中尤为明显，为什么呢？ 主要原因是真核生物的参考数据库通常不全面，加之注释过程中会出现一些错误，就会导致有一部分物种注释的结果可能是错的，而大型真核生物是看得见的物种，很多生物在研究区域中是否存在是有直接证据的，这会直接质疑结果的准确性，并且还无法反驳。 这种问题在细菌等微生物研究中存不存在呢？应该也是存在的，但是细菌这东西看不见，很多细菌在研究体系里到底有没有也没直接证据，所以也就没办法质疑了。 最后的结论其实就是一条，建议用eDNA技术来发文章的朋友（特别是大型生物群落），还是尽量不要纠结在具体物种的注释信息，多用各种多样性指数或者功能指数来代替具体物种的信息做分析，如果就是要钻牛角尖，必须要得到准确的物种注释信息，那从一开始就别用eDNA技术。 |
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