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中华鲟系河海洄游鱼类,幼鱼在长江中上游孵化后,经长江口洲游入海。为挽救国宝中华鲟,人工增殖放流的方法被用来恢复中华鲟种群,而由此产生的人工养殖群体对野生群体的影响有待研究。本义运用分子生物学方法,研究了长江口附近水域微生物的生态现状,进而研究了中华鲟种群的现状,分析了环境要素对中华鲟种群的影响,同时分析了人工放流对野生中华鲟种群遗传多样性的重要影响,为人工增养殖放流提供了一定的科学借鉴,对中华鲟自然保护区的建设也具有重要的指导作用。
本文的研究成果主要有如下几个方面:
1、长江口崇明岛附近南支盐度相对于北支低很多,且这种趋势不随季节变化,其中南支入海口处盐度常年保持在4‰以下,而北支盐度则都在20‰以上。秋冬季节,长江口附近海域盐度较高,其中冬季长江口附近各水域的盐度平均值为14.003‰,南支平均盐度为26.802‰,北支平均盐度为1.204‰,最高盐度达到了27.800‰,这与长江流域进入枯水期有重要关系;而中华鲟洄游的高峰期5-8月份同时也是长江的丰水期,长江口附近水域的盐度较低,其中8月份的盐度达到了最低值,其平均盐度为10.211‰,最大值出现在北支为26.597‰;5-8月份较低的盐度为来自上游的中华鲟幼鱼洄游入海适应高盐度的生活环境提供了缓冲带,从而使长江口附近水域成为中华鲟幼鱼从淡水环境适应高盐度的海水环境提供了天然的摇篮。
2、春季,各个站位的营养质量指数普遍偏高,都在3.00以上,平均营养质量指数值为5.01,远远超出富营养化评价标准(NQI>3.00),水体富营养化严重;秋季,营养质量指数最大值为4.39,最小值为2.06,超标率为30%。富营养化水平很高,水体状况令人堪忧。随着水温的升高,水域中浮游藻类在营养充足的条件下,有过度增殖生长的可能,存在产生赤潮的严重危险,这将影响到水域中溶解氧的含量,影响到其他水生生物的生存。而对于在底层摄食的中华鲟来说,不仪减少了其食物的来源同时还存在窒息危险,严重影响到中华鲟幼鱼的生存。尤其每年5-8月份足中华鲟幼鱼洄游入海的高峰期,这一阶段环境状况将直接影响到中华鲟种群的稳定。
3、以16SrRNA为参照标准,采用分子生物学方法,对长江口附近海域中华鲟活动频繁区域的微生态环境进行分析,并使用MEGA4.0软件构建微生物分子发育树。本论义共检测出的17个属、81种不同微生物。研究发现,微生物种群结构随季节温度变化明显,优势种随温度变化有所不同;分子发育树体现的遗传差异性较小,存在明显的季节分布特征;夏季是微生物最为活跃的季节,春秋季节次之,而冬季微生物类别最少。同时,通过检测也发现存在大量的致病微生物,如Klebsiella pneumoniae, Enterobacter hormacchei, Staphylococcus epidermidis等可以对人和水生生物产生危害,引起消化道、呼吸道等疾病。5-8月份足中华鲟幼鱼洄游入海的高峰期,微生物的群落结构对于海洋水体状况的影响,必然影响到水生生物的生存,进而对中华鲟的种群产生影响。
4、近几年,人工放流被广泛用于恢复中华鲟种群规模,通过插网监测调查可以发现:每年的6月份与7月份是长江口中华鲟幼鱼的高峰期,在长江口监测发现的中华鲟的数量与长江流域中华鲟人工放流规模基本呈正相关趋势。长江口水域主要是中华鲟幼体的活动场所,除误捕死亡发现大型中华鲟外,监测研究很少发现成年中华鲟。近年来中华鲟的大量放流,是对这一濒危物种数量上的一个极大补充,对这一物种的保护起到了积极的作用。
5、应用随机扩增DNA多态性(RAPD)技术对中华鲟野生与养殖群体的遗传多样性进行了分析。从40个10bp的引物中选取10个用于群体遗传多样性分析,共扩增出1230条DNA片段,平均每个样本共扩增出52条DNA片段;野生与养殖群体的多态位点比例分别为43.16%和33.68%;野生中华鲟群体间平均遗传距离为0.127,遗传相似率为87.3%,遗传多样性上具备较强的优势。人工养殖中华鲟相对于野生群体来说,在遗传上有一定的退化。通过MEGA4.0软件构建分子发育树发现,野生中华鲟群体遗传多样性上已经受到人工养殖群体的影响。长江流域每年都进行大量的中华鲟人工增殖放流,这对于维持中华鲟种群数量有一定的积极意义。但足人工增殖放流的所有亲本均来自于相近的样本,成年中华鲟的减少将会直接导致中华鲟近亲效应的出现,随着时间的推移可能对长江中华鲟资源遗传结构产生不可预测的影响。