海洋桡足类现场食物的分子生物学检测及摄食实验验证

浮游动物摄食是海洋生物生产过程中一个重要组成部分，而桡足类是海洋生态系统中最主要的摄食者，其与浮游植物的相互作用直接关系到整个生态系统的功能运转。以往基于桡足类摄食实验和肠内含物分析等而确定其食性和摄食率的方法，由于种种原因，离准确得知桡足类的现场（in situ）摄食习性还差较远。本项目以黄海大型桡足类优势种中华哲水蚤和小型桡足类优势种克氏纺锤水蚤以及美国长岛湾桡足类优势种汤氏纺锤水蚤为研究对象，利用分子生物学原理，设计18S rDNA特异引物，测定桡足类现场实物的组成，并通过实时定量PCR方法和室内摄食实验验证等手段，测定桡足类对主要饵料藻的摄食率；同时，比较研究3种桡足类在不同水域、不同季节现场食物组成的变化，从而探索建立适于测定桡足类现场摄食的分子检测技术。研究结果可为阐明自然海区中桡足类与浮游植物的关系、构建新型的食物网结构、揭示其功能提供方法支持和重要科学依据。

桡足类海洋浮游动物的优势类群，是海洋初级生产力和高营养级之间物质和能量传递的重要媒介，关系到整个海洋生态系统功能的运转。开展桡足类摄食研究，对于揭示其与浮游植物等的相互作用规律，探究其在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用具有重要意义。桡足类在自然海区中的食物组成是其摄食研究的核心内容之一，是深入了解其在海洋食物网所处生态地位的关键。.关于桡足类的摄食研究，以往所采用的定性镜检法、直接计量法、肠道色素法等诸多研究方法，因其各自的局限性，在获取桡足类准确的现场食物信息方面尚存一些缺陷。本研究基于分子生物学原理，结合桡足类生物学与生态学特性，包括具有纤毛虫寄生等现象，设计了阻断纤毛虫引物、非桡足类引物等，建立了以DNA为标记的桡足类食物组成检测方法，该方法具有特异性、稳定性、不受食物形态限制等优点，容易获取现场食物信息。基于此方法，对黄渤海沿岸中华哲水蚤和太平洋纺锤水蚤的现场食物进行了分析，并通过开展室内摄食实验进行了验证。结果表明，这两种桡足类的现场食物组成丰富多样，包括硅藻、甲藻、隐藻、金藻、绿藻、褐藻、轮藻、不等鞭毛类、海洋真菌类、水螅水母类、栉水母类、毛颚动物、被囊类、陆生松柏纲植物等近20个门类的生物。这其中除了常规意义上的食物硅藻、甲藻等浮游植物外，还包括水螅水母类、被囊类等浮游动物，甚至还检测到陆生植物，该结果突破了一些传统认识，属于新发现。.本研究是联合美国学者在国内率先开展的桡足类摄食分子生态学研究，所探索的分子生物学方法是研究桡足类摄食的一种新的尝试，与以往研究桡足类摄食的饵料浓度差减法、同位素示踪法和肠内含物色素分析法等相比，分子生物学方法避免了传统方法的一些缺点和局限，结果可更好地反映桡足类现场摄食的真实情况，具有独特的优势。该研究也为深入开展海洋生态系统食物网结构和功能等研究提供了新的思路和手段，具有重要的理论意义和实际价值。