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糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)在野豬食性分析中的應(yīng)用和比較

2022-08-11 02:24姜廣順
野生動(dòng)物學(xué)報(bào) 2022年3期
關(guān)鍵詞:食性條形碼分析法

宮 爽 張 萍,2 欒 雪,3 包 衡 姜廣順,4*

(1.東北林業(yè)大學(xué)野生動(dòng)物與自然保護(hù)地學(xué)院,哈爾濱,150040;2.南江縣林業(yè)局,南江,635600;3.杭州禹創(chuàng)企業(yè)服務(wù)有限公司,杭州,310000;4.國(guó)家林業(yè)和草原局貓科動(dòng)物研究中心,哈爾濱,150040)

有蹄類動(dòng)物食性研究的精確性與資源管理有直接關(guān)系[1],可評(píng)估營(yíng)養(yǎng)容納量,對(duì)種群管理和種間關(guān)系等生態(tài)學(xué)問題探討提供有價(jià)值的信息[2-3]。食物選擇性是指動(dòng)物出于某些目的,對(duì)取食生境中存在的食物種類進(jìn)行選擇,食物選擇的過程與結(jié)果是非常復(fù)雜的,與食物的豐盛度、形態(tài)學(xué)特征、氣味、適口性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及消化生理等因素有關(guān)[4-5]。目前,食性分析的方法有很多,主要包括糞便顯微分析法、DNA條形碼分析法、胃分析法、直接觀察法、取食地點(diǎn)檢查法和啃食調(diào)查法等[6-11]。

糞便顯微分析法使用范圍比較廣泛[12],優(yōu)點(diǎn)是非損傷性取樣,對(duì)動(dòng)物干擾性小,糞便樣品容易收集;缺點(diǎn)是有些植物角質(zhì)細(xì)胞經(jīng)動(dòng)物消化后用顯微鏡很難區(qū)分辨認(rèn),造成糞便中有些采食物種比例增大或減小的情況,制片過程中化學(xué)試劑的影響,糞便顯微分析也會(huì)出現(xiàn)實(shí)際取食比例減少的情形;此外,糞便顯微分析結(jié)果會(huì)受到鏡檢方法和鏡檢人員對(duì)植物角質(zhì)細(xì)胞主觀認(rèn)知差異等因素的影響。糞便顯微鏡檢方法包括頻率轉(zhuǎn)換法、點(diǎn)樣方法、直接計(jì)數(shù)法、面積法與截線法,其中頻率轉(zhuǎn)換法最節(jié)省時(shí)間,點(diǎn)樣方法估計(jì)效果最好,鏡檢時(shí)常選擇這兩種方法[13]。

近些年來,應(yīng)用DNA條形碼技術(shù)分析野生動(dòng)物食性備受關(guān)注[14-15],優(yōu)點(diǎn)是工作量小、數(shù)據(jù)量大、靈敏度高,捕獲出現(xiàn)頻次較低的DNA序列,即較少取食食物也可被定量化;分類更加精細(xì),精確到種級(jí)別的分類單元;但缺點(diǎn)是成本高、步驟繁多,不可控因素對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響,如從糞便樣品中提取的DNA會(huì)發(fā)生一定程度的降解情況。DNA條形碼長(zhǎng)度過長(zhǎng),PCR擴(kuò)增時(shí)效果較差;DNA條形碼長(zhǎng)度過短,識(shí)別精度又會(huì)下降。因地理分布的差異性,DNA分析使用的公共數(shù)據(jù)庫僅收錄了局部范圍內(nèi)的部分DNA條形碼,造成了分類精度下降,無法滿足不同區(qū)域食性研究的需要[16]。

野豬(Susscrofa)是一種中型哺乳動(dòng)物,對(duì)于環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性,分布廣泛,雜食性物種,在生態(tài)系統(tǒng)中處于重要地位。本試驗(yàn)在區(qū)域尺度上利用糞便顯微分析法和DNA宏條形碼技術(shù)對(duì)野豬植物性食性進(jìn)行研究,盡可能消除地理因素對(duì)食性分析方法統(tǒng)計(jì)結(jié)果的差異性;通過比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),明確糞便顯微分析法和DNA宏條形碼技術(shù)在食性結(jié)果上的差異與一致性,為有蹄類動(dòng)物食性研究的方法選擇提供方法學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

選擇琿春東北虎國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、汪清國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、黃泥河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、天橋嶺林業(yè)局和穆棱東北紅豆杉國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)作為研究地區(qū),位于長(zhǎng)白山北部林區(qū)老爺嶺南和張廣才嶺南附近。老爺嶺位于黑龍江省東南部和吉林省東部,為長(zhǎng)白山支脈,海拔600~1 000 m,年平均氣溫2.3~3.5 ℃;張廣才嶺位于中國(guó)東北地區(qū)東部山地北段的中軸部位,是興安嶺山系長(zhǎng)白山的支脈,平均海拔約800 m,年平均氣溫2.3~3.7 ℃,植被類型主要為紅松(Pinuskoraiensis)、云杉(Piceaasperata)及闊葉樹組成的針闊混交林和灌叢等。

2 材料與方法

2.1 樣本采集

2014年12月—2016年3月,采用冬季雪地足跡跟蹤方法在琿春、汪清、黃泥河、天橋嶺和穆棱地區(qū),收集野豬新鮮糞便(≤24 h)和可取食食物樣本,每條足跡鏈長(zhǎng)度保證在3 km以上。為避免個(gè)體重復(fù),每條足跡鏈上收集1~3份糞便樣品,帶回的糞便樣本及時(shí)放入冰箱內(nèi)-20 ℃保存,以便進(jìn)一步分析。

2.2 糞便顯微分析法

將新鮮的野豬糞便樣本和植物樣本放于檔案袋中,在烘箱里70 ℃烘48 h至恒重后粉碎研磨,粉碎后取小于40目的過篩物且大于100目的篩上物進(jìn)行后續(xù)處理。選取過篩后的糞便樣本或植物樣本約0.5 g放置于培養(yǎng)皿中,加入10%次氯酸鈉溶液,體積約占培養(yǎng)皿體積的2/3,用清洗干凈的鑷子在培養(yǎng)皿中緩慢攪拌,攪拌后浸泡3 h以上,使其充分消化。樣品消化結(jié)束后,樣品和消化液一起倒在100目的網(wǎng)篩上,用蒸餾水充分沖洗去除消化液,樣品沖洗干凈后放回干凈的培養(yǎng)皿中準(zhǔn)備制片。在載玻片上滴一滴甘油,用鑷子夾取少量樣品放置于載玻片上的甘油中,使樣品分布均勻,將載玻片放在10×10倍的顯微鏡下觀察,確保細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰后,蓋上蓋玻片封片,用中性樹膠封邊,再放到物鏡為20倍的顯微鏡下仔細(xì)辨認(rèn),每種植物樣本制作2~4個(gè)裝片在顯微數(shù)碼照相機(jī)下拍照用于對(duì)照辨認(rèn)。

鏡檢時(shí)采用頻率轉(zhuǎn)換法統(tǒng)計(jì)野豬取食物種的組成比例,每個(gè)玻片鏡檢的方向?yàn)閺淖笙蛴?,從上到下,辨認(rèn)野豬取食植物種類和記錄每種植物被拍攝的次數(shù)。根據(jù)頻率轉(zhuǎn)換公式計(jì)算:

F=100(1-e-D)

(1)

D=ln[1/(1-F)]

(2)

DR=D/∑D×100%

(3)

式中:F為每個(gè)糞便玻片中每種植物可辨認(rèn)角質(zhì)細(xì)胞的出現(xiàn)頻率;D為每種植物可識(shí)別表皮角質(zhì)細(xì)胞碎片的密度;DR為野豬采食的每種植物實(shí)際組成比例的估計(jì)值,即野豬主要食物組成比例。

2.3 DNA宏條形碼分析法

從野豬的新鮮糞便中提取采食物種的DNA,糞便的新鮮程度是決定DNA質(zhì)量的關(guān)鍵,利用DNA條形碼食性分析的基本原理是基于糞便中的DNA來自不同取食種類其條形碼區(qū)域不同。測(cè)序服務(wù)由上海派森諾生物科技股份有限公司提供,設(shè)計(jì)選擇高通用性和高分辨率的DNA條形碼引物,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增某段特異性片段,選用引物Z1aF(5′-ATGTCACCACCAACAGAGACTAAAGC-3′)和hp2R(5′-CGTCCTTTGTAACGATCAAG-3′)對(duì)食物葉綠體rbcL區(qū)擴(kuò)增,PCR采用NEB Q5 DNA高保真聚合酶0.25 μL,5×Reaction Buffer和5×High GC Buffer各5.00 μL,2.00 μL的dNTP(2.5 mmol/L),2.00 μL的模板DNA,引物(10 μmol/L)各1.00 μL,8.75 μL的無核酸水。PCR反應(yīng)程序:98 ℃預(yù)變性2 min;98 ℃變性15 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,25個(gè)循環(huán);72 ℃延伸5 min。

PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用Agencourt AMPure Beads試劑盒(貝克曼庫爾特有限公司)純化回收,使用PicoGreen dsDNA Assay Kit(美國(guó)英杰生命技術(shù)有限公司)進(jìn)行定量。定量步驟完成后,采用雙端測(cè)序法(paired-end sequencing),由Illumina MiSeq系統(tǒng)(上海派森諾生物科技股份有限公司)完成測(cè)序,測(cè)序結(jié)果進(jìn)行序列拼接、清除冗余序列、降噪和序列分類等步驟,完成序列整理與分析,經(jīng)過篩選和數(shù)據(jù)庫對(duì)比DNA測(cè)序序列,通過序列的相似性判斷對(duì)應(yīng)的食物種類,判斷物種的標(biāo)準(zhǔn)為:對(duì)比結(jié)果一致度不低于97%時(shí),最匹配序列只對(duì)應(yīng)單一的植物物種,該物種在當(dāng)?shù)赜蟹植紩r(shí),認(rèn)為序列來自該物種;如最匹配序列對(duì)應(yīng)多個(gè)植物物種,需要排除在當(dāng)?shù)貨]有分布的物種,如仍對(duì)應(yīng)不止一種,則鑒定結(jié)果即包含這些物種的最小分類單元。

根據(jù)高通量測(cè)序得出的食物DNA序列數(shù),定量野豬取食物種所占比例。DNA條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建步驟:在目標(biāo)動(dòng)物的覓食地區(qū),收集可能被取食食物物種的組織材料,提取這些物種的DNA合成相應(yīng)的引物,創(chuàng)建潛在食源DNA條形碼的數(shù)據(jù)庫。

2.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

食物多樣性分析采用物種豐富度指數(shù)(D),Shannon-Wiener指數(shù)(H′),均勻度指數(shù)(J′),生態(tài)位寬度(B),計(jì)算公式如下:

D=(S-1)/lnN

(4)

(5)

J′=H′/lnS

(6)

(7)

式中:S為野豬某糞便樣品中物種總數(shù)目;N為野豬某糞便樣品中包含的所有物種總個(gè)體數(shù)目;Pi為野豬某糞便樣品中植物i在這份糞便所占的比例。

使用SPSS軟件進(jìn)行兩獨(dú)立樣本Mann-WhitneyU檢驗(yàn),比較糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)在不同地區(qū)的物種豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、均勻度指數(shù)和生態(tài)位寬度的差異,P<0.05為差異顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 野豬食性組成對(duì)比

在5個(gè)研究地區(qū),共采集117份野豬新鮮糞便,其中琿春33份、汪清33份、黃泥河18份、天橋嶺17份和穆棱16份。糞便樣本中分離鑒定出的食物種類有枝條、芽、葉、果實(shí)、樹皮、莖、根、草本、苔蘚、其他(石頭等)及動(dòng)物組織。采用糞便顯微分析方法,鑒定出的植物種類主要有薹草屬(Carex)、松屬(Pinus)、木賊屬(Equisetum)、柳屬(Salix)、楊屬(Populus)、榆屬(Ulmus)、槐屬(Sophora)、榛屬(Corylus)、櫟屬(Quercus)、槭屬(Acer)、忍冬屬(Lonicera)、梾木屬(Swida)、衛(wèi)矛屬(Euonymus)、五加屬(Acanthopanax)、丁香屬(Syringa)、稠李屬(Padus)、花楸屬(Sorbus)、椴樹屬(Tilia)、胡桃屬(Juglans)、蘋果屬(Malus)、榿木屬(Alnus)、樺木屬(Betula)、杜鵑花屬(Rhododendron)、越桔屬(Vaccinium)、溲疏屬(Deutzia)、胡枝子屬(Lespedeza)、獼猴桃屬(Actinidia)、繡線菊屬(Spiraea)、珍珠梅屬(Sorbaria)、落葉松屬(Larix)、蹄蓋蕨屬(Athyrium)和鱗毛蕨屬(Dryopteris)32屬。

采用糞便顯微分析方法獲得的食性結(jié)果中,總體上,比例大于4%的主要食物有木賊屬(22.76±1.87)%、松屬(22.56±1.73)%、薹草屬(25.41±2.09)%和苔蘚(Bryophyta,(4.95±1.02)%)。對(duì)每個(gè)地區(qū)采食植物相對(duì)密度大于4%的主要食物進(jìn)行分析,其中在琿春地區(qū),薹草屬(38.92±4.76)%、松屬(8.70±1.11)%、木賊屬(8.63±2.09)%、苔蘚(7.22±2.35)%、槭屬(5.26±1.06)%和忍冬屬(3.41±0.61)%是野豬的主要食物;在汪清地區(qū),薹草屬(39.9±4.53)%、松屬(12.53±2.13)%、苔蘚(9.91±2.95)%、忍冬屬(6.58±1.61)%和槭屬(5.38±1.56)%是野豬的主要食物;在黃泥河地區(qū),松屬(41.48±5.02)%、木賊屬(34.25±4.30)%和薹草屬(8.88±1.67)%是野豬的主要食物;在天橋嶺地區(qū),木賊屬(41.95±2.53)%、松屬(25.94±2.73)%、薹草屬(13.69±1.66)%和蕨類(Pteridophyta,(6.13±1.03)%)是野豬的主要食物;在穆棱地區(qū),木賊屬(41.40±3.94)%、松屬(39.19±5.00)%和薹草屬(9.67±1.24)%是野豬的主要食物。

從琿春、汪清、黃泥河、天橋嶺和穆棱5個(gè)地區(qū)各取4份野豬糞便進(jìn)行DNA宏條形碼技術(shù)分析,鑒定出的植物種類有薹草屬、胡桃屬、唐菖蒲屬(Gladiolus)、櫟屬、牛蒡?qū)?Arctium)、榿木屬、蚊子草屬(Filipendula)、槐屬、樺木屬、榛屬、獼猴桃屬、落花生屬(Arachis)、槭屬、木賊屬、繡線菊屬、珍珠梅屬、落葉松屬、松屬、衛(wèi)矛屬、楊屬、榆屬、唐松草屬(Thalictrum)、鵝耳櫪屬(Carpinus)、扁果草屬(Isopyrum)、桑屬(Morus)、李屬(Prunus)、黃瓜屬(Cucumis)、早熟禾屬(Poa)、天仙子屬(Hyoscyamus)、鹿蹄草屬(Pyrola)、稻屬(Oryza)、冷杉屬(Abies)、鐵線蓮屬(Clematis)、百合屬(Lilium)、蠅子草屬(Silene)、刺槐屬(Robinia)、臭草屬(Melica)、蕁麻屬(Urtica)、梣屬(Fraxinus)、鐵木屬(Ostrya)、黃檗屬(Phellodendron)、懸鉤子屬(Rubus)、鳶尾屬(Iris)、委陵菜屬(Potentilla)、針藺屬(Trichophorum)、仙女木屬(Dryas)、旋覆花屬(Inula)、擬耬斗菜屬(Paraquilegia)、云杉屬(Picea)、柞木屬(Xylosma)、茄屬(Solanum)、蒿屬(Artemisia)、銀蓮花屬(Anemone)、栒子屬(Cotoneaster)、花椒屬(Zanthoxylum)、山琉璃草屬(Eritrichum)、黍?qū)?Panicum)、薔薇屬(Rosa)、紫穗槐屬(Amorpha)和荸薺屬(Heleocharis)60屬。

采用DNA宏條形碼技術(shù)獲得的食性結(jié)果中,總體上,比例大于4%的主要食物有薹草屬(30.02±5.95)%、唐菖蒲屬(18.76±4.12)%、胡桃屬(6.63±3.84)%、蚊子草屬(5.23±2.79)%、榛屬(4.23±1.60)%和繡線菊屬(4.93±4.06)%。對(duì)每個(gè)地區(qū)采食植物相對(duì)密度大于4%的主要食物進(jìn)行說明,其中在琿春地區(qū),薹草屬(49.65±17.67)%、胡桃屬(28.45±21.29)%、唐菖蒲屬(4.88±1.53)%、蚊子草屬(4.43±3.92)%和櫟屬(4.12±3.04)%是野豬的主要食物;在汪清地區(qū),薹草屬(47.70±25.09)%、唐菖蒲屬(24.00±11.40)%、槭屬(5.30±4.93)%、落花生屬(5.23±5.21)%、榛屬(4.96±4.92)%和胡桃屬(4.09±4.08)%是野豬的主要食物;在黃泥河地區(qū),唐菖蒲屬(29.17±8.76)%、薹草屬(21.62±4.78)%、槭屬(7.76±2.89)%、榛屬(7.60±3.81)%、木賊屬(7.19±3.77)%、櫟屬(5.50±2.63)%和鵝耳櫪屬(4.34±3.78)%是野豬的主要食物;在天橋嶺地區(qū),蚊子草屬(22.98±13.95)%、薹草屬(16.87±11.65)%、牛蒡?qū)?9.20±6.56)%、扁果草屬(6.91±4.21)%、唐松草屬(6.74±6.64)%、落花生屬(4.82±2.80)%、桑屬(4.53±2.79)%、繡線菊屬(4.49±2.63)%和唐菖蒲屬(4.47±2.71)%是野豬主要食物;在穆棱地區(qū),繡線菊屬(24.39±24.36)%、薹草屬(22.69±9.57)%、唐菖蒲屬(20.89±8.24)%和落花生屬(12.24±4.56)%是野豬主要食物(圖1)。

圖1 糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)獲得的野豬食物組成

3.2 野豬食物多樣性指數(shù)和生態(tài)位寬度

通過糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù),探究冬季野豬在琿春、汪清、黃泥河、天橋嶺和穆棱地區(qū)的食物物種豐富度、多樣性、均勻度指數(shù)及生態(tài)位寬度差異。由糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)分析預(yù)測(cè)的野豬食性計(jì)算得到的物種豐富度指數(shù)(圖2A),琿春、汪清和穆棱地區(qū)糞便顯微分析得到的野豬食物物種豐富度顯著高于DNA宏條形碼技術(shù)分析得到的野豬食物物種豐富度(P<0.05);Shannon-Wiener指數(shù)(圖2B):黃泥河地區(qū)糞便顯微分析得到的野豬Shannon-Wiener指數(shù)顯著低于DNA宏條形碼技術(shù)分析得到的野豬Shannon-Wiener指數(shù)(P<0.05);均勻度指數(shù)(圖2C):琿春地區(qū)糞便顯微分析得到的野豬食物的均勻度指數(shù)顯著高于DNA宏條形碼技術(shù)分析得到的野豬食物的均勻度指數(shù)(P<0.05);生態(tài)位寬度(圖2D):黃泥河地區(qū)糞便顯微分析得到的野豬食物的生態(tài)位寬度顯著低于DNA宏條形碼技術(shù)分析得到的野豬食物的生態(tài)位寬度(P<0.05)。

圖2 野豬食物多樣性指數(shù)和生態(tài)位寬度

4 討論

食性分析可為研究動(dòng)物生存現(xiàn)狀、營(yíng)養(yǎng)狀況和種間關(guān)系提供資料[17-22]。有蹄類食性分析通常采用糞便顯微分析法,該方法對(duì)動(dòng)物具有非損傷性,樣品收集和保存十分方便。近年來,DNA宏條形碼技術(shù)在食性分析中逐漸成熟和穩(wěn)定,隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展,在有蹄類食性研究領(lǐng)域的使用更加廣泛[23-25]。本研究通過糞便顯微分析法和DNA宏條形碼技術(shù)獲得野豬主要食物種類和比例不同的情況。DNA宏條形碼技術(shù)可以分析野豬的動(dòng)物性食物,而糞便顯微分析法無法分析野豬的動(dòng)物性食物種類,因此,本研究未分析野豬動(dòng)物性食物,僅對(duì)植物性食物對(duì)比研究。兩種方法獲得結(jié)果存在差異的主要原因可能無法確保糞便顯微分析法的精準(zhǔn)性。有一些學(xué)者認(rèn)為,由于一些物種在種的級(jí)別難以區(qū)分表皮細(xì)胞特征差異,甚至有一些物種在屬的級(jí)別也難以區(qū)分,動(dòng)物本身消化作用也會(huì)對(duì)辨認(rèn)度產(chǎn)生影響,這些因素均對(duì)食性分析結(jié)果造成影響[26-28]。本研究支持這一論點(diǎn),通過糞便顯微分析方法分析野豬食性,由于有些物種表皮細(xì)胞難以辨別,可能會(huì)出現(xiàn)食物類別鑒定不夠全面乃至比例有變化的情況,如槭屬和榛屬的表皮細(xì)胞相似,又如櫟屬和樺木屬的表皮細(xì)胞相似,這將增加辨認(rèn)的難度。DNA宏條形碼技術(shù)靈敏性較高,能識(shí)別出較少取食物種的DNA,使得食性分析更全面[29-31],但也可能出現(xiàn)同種食物中不同細(xì)胞的DNA拷貝數(shù)存在差異,及不同食物DNA模板的PCR擴(kuò)增效率存在差異等情況,造成測(cè)序產(chǎn)生的DNA序列數(shù)較多的食物,有可能野豬取食較少,序列數(shù)少的卻有可能是野豬的主要食物[32];DNA宏條形碼技術(shù)需要構(gòu)建潛在食源DNA條形碼數(shù)據(jù)庫,而現(xiàn)有的公共數(shù)據(jù)庫中種類不全,只有局部范圍的物種DNA條形碼,可能無法滿足食性分析的需要[33-37]。

本研究中通過糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)分析獲得的野豬食物類別不一致,及同一食物所占比例不同的情況,或是由于上述原因造成的。糞便顯微分析結(jié)果顯示5個(gè)地區(qū)野豬共取食32屬植物,主要取食薹草屬、松屬、木賊屬和苔蘚;DNA宏條形碼技術(shù)分析結(jié)果顯示5個(gè)地區(qū)野豬共取食60屬植物,主要取食薹草屬、胡桃屬、唐菖蒲屬、蚊子草屬、榛屬和繡線菊屬。顯然,DNA宏條形碼技術(shù)可辨認(rèn)的食物類別會(huì)更全面,表明DNA宏條形碼技術(shù)在定性分析食物類別上優(yōu)于糞便顯微分析。

糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)都是使用動(dòng)物糞便進(jìn)行分析。使用糞便顯微分析時(shí),需盡可能采集動(dòng)物活動(dòng)范圍內(nèi)可利用的植物樣本,通過與已知的植物角質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)對(duì)比,更準(zhǔn)確地確定糞便中食物種類和比例;使用DNA宏條形碼技術(shù)時(shí),需將獲得的物種DNA序列與資源數(shù)據(jù)庫內(nèi)收錄的物種DNA條形碼進(jìn)行對(duì)比判斷種屬,為避免資源數(shù)據(jù)庫收錄的物種DNA條形碼不足,需要盡可能全面地建立動(dòng)物潛在食源DNA條形碼數(shù)據(jù)庫。因此,糞便顯微分析和DNA宏條形碼技術(shù)兩種方法存在一致性,均需要充分采集環(huán)境中可食用植物樣本,建立全面的可食用植物角質(zhì)細(xì)胞或DNA序列數(shù)據(jù)庫,才可能獲得精準(zhǔn)的食性分析結(jié)果。

在歐洲和北美洲的森林中,野豬主要采食橡子、栗子、草本植物的地上部位和少許地下的根等,草本類植物占比較大,在資源匱乏的季節(jié),野豬食物選擇更多樣化[38];宋軍等[39]在遼寧白石砬子保護(hù)區(qū)通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)野豬主要采食蒙古櫟(Quecusmongolica)果實(shí)、山葡萄(Vitisamurensis)果實(shí)、五味子(Schisandrachinensis)果實(shí)、玉蜀黍(Zeamays)和大豆(Glycinemax)等植物;王文等[40]在黑龍江通河烏龍狩獵場(chǎng)采用糞便顯微分析法確定野豬主要食物種類為木賊(Equisetumhiemale)、紅松、胡桃楸(Juglansmandshurica)、蒙古櫟、稠李(Padusracemosa)、榛(Corylusheterophylla)、薹草和遼東楤木(Araliaelata)。本研究根據(jù)糞便顯微分析法得出的野豬取食主要食物,和上述幾個(gè)研究得出的野豬主要食性有部分相同,即野豬主要取食木賊、紅松和薹草等物種,喜歡采食有果實(shí)類植物和草本類植物。由于野豬生活覓食地理環(huán)境不同,采食植物種類也會(huì)表現(xiàn)出一些差異,如在韓國(guó)雪岳山國(guó)立公園采用DNA條形碼技術(shù)分析得知野豬主要取食薔薇科(Rosaceae)和苔蘚類植物,其中薔薇科主要包括地榆屬(Sanguisorba)、蚊子草屬和李屬[41];而在美國(guó)3個(gè)州采用糞便DNA分析發(fā)現(xiàn)野豬主要采食殼斗科(Fagaceae)、莧科(Amaranthaceae)、禾本科(Poaceae)、菊科(Asteraceae)、傘形科(Umbelliferae)、柏科(Cupressaceae)、柳葉菜科(Onagraceae)、蓼科(Polygonaceae)、大麻科(Cannabaceae)和大戟科(Euphorbiaceae)等植物[42]。本研究根據(jù)DNA分析法得出的野豬采食種類數(shù)量較多,與上述兩個(gè)野豬食性研究結(jié)果相似,都采食豐富的草本類植物。此外,野豬是機(jī)會(huì)主義雜食動(dòng)物,飲食很大程度上取決于不同食物類型的相對(duì)可用性,不同季節(jié)野豬的食物選擇也會(huì)發(fā)生變化[43]。在法國(guó)東南部的一個(gè)山谷中,野豬春季最重要食物是植物的綠色部分、根系和玉蜀黍,夏季以根莖和肉質(zhì)果實(shí)為主,秋季以水果為主,冬季以肉質(zhì)水果為主[44],與本研究中野豬冬季食性有一定相似,都喜歡取食果實(shí)類植物物種。

基于上述結(jié)果,本研究認(rèn)為采用糞便顯微分析可能得出物種較少,尤其是草本類植物較少;而采用DNA宏條形碼技術(shù)可能得出物種較多,尤其是草本類植物種類較多。因此,在分析有蹄類動(dòng)物食性時(shí),使用糞便顯微分析法應(yīng)收集全面的可食用植物的角質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu),包括灌木、草本、苔蘚和果實(shí)類,以便充分對(duì)照樣本,減少辨認(rèn)誤差。使用DNA宏條形碼技術(shù)時(shí),應(yīng)盡量豐富本地可利用食物的DNA條形碼數(shù)據(jù)庫,避免基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和研究動(dòng)物出現(xiàn)地域差異,從而對(duì)了解自然條件下食物種類和比例造成不利影響。

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