CN109536580B - 基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置和方法,属于鱼类多样性研究领域。通过调查土地利用方式的改变,来分析鱼类种群结构的变化,因为土地利用方式的改变会从宏观到微观多方面改变鱼类的种群结构与组成。例如:人造地表会引起地表温度的增加,从而提高水体温度,影响冷水鱼的优势地位;湿地面积减少或者湿地生境破碎化,阻碍鱼类的洄游甚至破坏鱼类的栖息地;土地利用变化还往往伴随着河流宽度、流速等变化,从而改变部分物种的优势或者劣势地位。
Description
技术领域
本发明涉及鱼类多样性研究领域,尤其涉及基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置和方法。
背景技术
经历过数百年的陆地生物多样性锐减过程后,水生生物多样性也面临着同样的挑战,由于人类长时间的过度捕捞,多数渔场亟需保护和重建。需要相关机构和人员以详细的鱼类分布情况、种群特征等信息为基础,以不同鱼类的生理特征和生态需求为依据,制定行之有效的鱼类保护方案。但是,由于水生生态系统透光性差、鱼类迁移路线多变等原因,给基础信息的获取造成了很大难度。传统的鱼类调查手段较为单一,不能清楚及时地给出鱼类的生存格局、多样性、种群密度和种群结构等基本生态信息,导致鱼类生态学中大量基础数据的缺失或滞后。尤其是一些稀有鱼类的检出率极低,稀有鱼类对生态系统的影响却往往起着弥足轻重的作用,与其检出率成反比。这些基础数据的滞后和缺失,是目前限制鱼类生态学发展的瓶颈。
随着分子生物学的发展,eDNA提供了一种高效、精确、无损伤的鱼类检测新技术,在鱼类生态学研究中展现了良好的应用前景,为鱼类生态学迎来大数据时代提供可能。近几年来,eDNA在珍惜鱼类保护、入侵物种调查、鱼类多样性分析和鱼群数量预测等方面都取得了一定的进展与突破。eDNA是以宏基因组学和DNA测序技术为基础,同时也就继承了这两种方法的局限和瓶颈。例如:高通量测序过程中,序列拼接与基因预测的准确性和速度之间的矛盾。在序列拼接和基因预测过程中往往需要涉及诸多算法,但是高速的算法往往以牺牲准确度为代价。与此同时,水体eDNA在回答传统生态学面临的问题时,也面临着复杂的环境因素带来的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统鱼类多样性研究时,时效性低,对环境不友好和调查结果不精确,而提出的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置和方法,有效解决传统鱼类多样性研究时,时效性低,对环境不友好和调查结果不精确的问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,包括以下使用步骤:
S1、从旱地、林地、湿地和人造地表中分别选取7个行为较为密集的采样点,使用已灭菌的PP广口瓶进行采样,采样量为1L,每个采样点采集两个平行样,每个采样点之间间隔2公里,每隔6个月进行一次采样;
S2、从采集样品表层水体中取样15ml,加入3M的醋酸钠1.5ml;再加入无水乙醇33ml后,混匀,在-20℃下离心3000rd,10min后取出,观察沉淀物的产生,用不同的试剂盒分别进行提取DNA样品;
S3、将S2中提取到的DNA样品放入超微量分光光度计中进行检测,分析样品DNA的浓度,选择覆盖物种最多且鉴别精度最高的通用引物,使用引物进行多样性PCR扩增,扩增产物采用DNA试剂纯化回收,DNA纯化过程中进行多次洗脱,将纯化后的DNA放置于4℃冰箱中进行冷藏保存,构建克隆测序文库,对PCR扩增后的DNA片段进行基因检测,将检测出的基因序列结果与NCBI数据库的基因序列进行比对;
S4、将基因测序比对结果按照检出物种的分类学标准对上述检测结果进行统计,并通过香农-威纳指数建立数学模型,对物种丰富度和均匀性进行综合评估,其表达式为:
上式中,H为Shannon-Wiener指数,S为物种丰度,Pi代表第i种个体占总个体数的比例;
S5、对每次采样时的采样点通过土地利用类型进行分类统计,每次采样时的采样点某种土地总面积S0,S1,...Sn,对土地对采样点的土地利用变化趋势进行计算,其计算公式为:
(Sn-Sn-1)/Sn-1*100%=η
上式中,η为土地利用变化趋势;
S6、先对任意采样点的各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的相关性进行分析,再对每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势进行分析。
优选地,所述S3中构建克隆测序文库包括下列步骤:取2uLS3中的纯化PCR产物与载体pMD18-T连接,转化DH5a感受态细胞,并在37℃恒温培养24-32h;克隆结束后,挑取50个单菌落,使用引物F和R进行菌落PCR验证,PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测,确认为目的条带,进行后续实验;从上述样品中分别挑取30个单菌落过夜扩大培养,采用TSINGKE质粒提取试剂盒抽提质粒,使用ABI3730XL测序仪对上述样品进行测序检测。
优选地,所述土地利用类型分别为:旱地、有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地、低覆盖度草地、水库坑塘、滩地、城镇用地、农村居民点和其它建设用地;将有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地和低覆盖度草地归为林地统一标识;将水库坑塘和滩地归为湿地统一标识;将城镇用地、农村居民点和其它建设用地归一为人造地统一标识;共分为四种土地利用类型:旱地、林地、湿地和人造地表,所述S6中采用SPSS20.0对各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析,所述S6各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析结果分为0.05水平上显著相关和0.01水平上显著相关。
优选地,通过S6中每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势,对土地利用类型进行调控。
基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置,应用于基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法的装置,包括包括瓶身、瓶盖和保护外壳,所述的瓶身活动套接在保护外壳内部,所述瓶身上端内部活动套接有瓶盖,所述瓶身右侧内壁上固定安装有连接装置,所述瓶身前侧外表面设置有刻度,所述瓶盖内部环形等间距设置有连接孔,所述瓶盖内部轴心活动套接有转动轴下端,所述转动轴上端活动套接在转动板轴心,所述转动板下表面与瓶盖上表面相贴合,所述转动板内部环形等间距设置有与连接孔相匹配的固定孔。
优选地,所述连接装置包括限位管、移动板、连接管、密封管、固定管和转动管,所述限位管右端与瓶身内壁固定连接,所述限位管内部上下两侧设置有限位槽,所述限位槽内部活动套接有限位杆,所述限位杆右端与弹簧左端固定连接,所述弹簧右端与限位槽内部底端固定连接,所述限位杆左端与移动板右侧上下两端固定连接,所述移动板靠内一面上下两侧与固定杆左端固定连接,所述固定杆右端与连接管左端固定连接,所述连接管右端活动套接在转动管内部,所述转动管外部活动套接在固定管内部,所述固定管左端与瓶身右侧固定连接,所述固定管左端内部活动套接有密封管,所述密封管左端与限位管右端固定连接,所述连接管左端活动套接在限位管内部。
优选地,所述连接管左端上下两侧设置有稳固槽,所述稳固槽内部活动套接有卡销,所述卡销靠内一端与压缩弹簧靠外一端固定连接,所述压缩弹簧靠内一端与稳固槽底端固定连接,所述限位管内部左右两端上下两侧设置有卡槽,所述卡槽与卡销相匹配,所述转动管左端上下两侧与稳定杆靠内一端固定连接,所述固定管右端内部上下两侧设置有稳定槽,所述稳定槽内部活动套接有稳定杆。
与现有技术相比,本发明提供了基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置和方法,具备以下有益效果:
(1)本发明方法中应用了eDNA技术,仅通过采集数毫升到几升的水样,检测水体中残留的生物基因来确定鱼类有无的鱼类调查方法。其中DNA提取和qPCR分析可在短短数小时内完成,并与数据库对比,能够较快地完成物种鉴定。由于DNA作为多数生物体的遗传物质,具有特有属性,在环境中具有相对稳定性,使得检出物种在分类问题上的争议性大大低于传统的分类方法。在比较了eDNA法和传统生物调查方法在调查河流生态多样性的优缺点,发现eDNA比传统调查方法更为敏感,具有时效性高,环境友好等特点,并且二代高通量测序技术和三代基因检测技术的发展,为高效和准确地完成水生生物检定奠定了基础,显著地提高了生物多样性调查速度,为eDNA技术同时检测多种物种存在提供了可能性。
(2)本发明方法通过调查土地利用方式的改变,来分析鱼类种群结构的变化,因为土地利用方式的改变会从宏观到微观多方面改变鱼类的种群结构与组成。例如:人造地表会引起地表温度的增加,从而提高水体温度,影响冷水鱼的优势地位;湿地面积减少或者湿地生境破碎化,阻碍鱼类的洄游甚至破坏鱼类的栖息地;土地利用变化还往往伴随着河流宽度、流速等变化,从而改变部分物种的优势或者劣势地位。此外,人造地增多往往意味着人为活动地加剧,人类会有意或无意地直接改变当地鱼类群落,例如,通过放生和养殖等方式带来入侵物种,除了这些较为直接的影响外,土地利用的积累效应也会对水生生态系统构成威胁。Maloney等研究人员在美国佐治亚州研究了历史土地利用方式产生的物理化学影响对鱼类、藻类等生物多样性的影响,证明土地利用方式确实会影响水生生态系统,并预测土地利用方式会对河流的生物完整性产生一定影响,土地利用变化所造成的生态效应十分复杂,鱼类显然是最敏感的受体和指示生物之一,关注鱼类多样性变化与土地利用之间的关系,对进一步保护水生生物多样性至关重要。
(3)本发明方法在使用的时候,通过将采集的样本放置在基于eDNA的土地利用变化对鱼类多样性影响的研究装置中,放置一段时间后,样本内部分层,此时可以通过瓶身右侧设置的连接装置采集装置内部的样本,通过将采集管与连接管固定连接,之后转动转动管带动连接管向内移动,从而挤压固定杆向外移动,从而带动限位杆向外移动,带动移动板向外移动,从而使移动板与限位管之间出现缝隙,可以将样本从中取出,通过使用本装置可以直接采取装置内部上中下部分的样本,而不用打开装置,防止了样本被污染。
附图说明
图1为本发明提出的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置的正视结构示意图;
图2为本发明提出的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置的A放大结构示意图;
图3为本发明提出的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置的瓶盖立体结构示意图;
图4为本发明提出的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置的瓶盖拆分结构示意图。
图中标号说明:1瓶盖、2瓶身、3保护外壳、4限位杆、5移动板、6稳固槽、7固定杆、8卡销、9弹簧、10稳固槽、11稳定杆、12连接管、13转动管、14稳定槽、15固定管、16密封管、17卡槽、18限位槽、19转动板、20固定孔、21转动轴、22连接孔、23限位管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1:
基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,包括以下使用步骤:
S1、从旱地、林地、湿地和人造地表中分别选取7个行为较为密集的采样点,使用已灭菌的PP广口瓶进行采样,采样量为1L,每个采样点采集两个平行样,每个采样点之间间隔2公里,每隔6个月进行一次采样;
S2、从采集样品表层水体中取样15ml,加入3M的醋酸钠1.5ml;再加入无水乙醇33ml后,混匀,在-20℃下离心3000rd,10min后取出,观察沉淀物的产生,用不同的试剂盒分别进行提取DNA样品;
S3、取出样品滤膜的碎屑,采用DNA提取试剂对滤膜碎屑样品进行DNA提取实验,将提取到的DNA样品放入超微量分光光度计中进行检测,分析样品DNA的浓度,选择覆盖物种最多且鉴别精度最高的通用引物,使用引物进行多样性PCR扩增,扩增产物采用DNA试剂纯化回收,DNA纯化过程中进行多次洗脱,将纯化后的DNA放置于4℃冰箱中进行冷藏保存,构建克隆测序文库,对PCR扩增后的DNA片段进行基因检测,将检测出的基因序列结果与NCBI数据库的基因序列进行比对;
S4、将基因测序比对结果按照检出物种的分类学标准对上述检测结果进行统计,并通过香农-威纳指数建立数学模型,对物种丰富度和均匀性进行综合评估,其表达式为:
上式中,H为Shannon-Wiener指数,S为物种丰度,Pi代表第i种个体占总个体数的比例;
S5、对每次采样时的采样点通过土地利用类型进行分类统计,每次采样时的采样点某种土地总面积S0,S1,...Sn,对土地对采样点的土地利用变化趋势进行计算,其计算公式为:
(Sn-Sn-1)/Sn-1*100%=η
上式中,η为土地利用变化趋势;
S6、先对任意采样点的各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的相关性进行分析,再对每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势进行分析。
进一步,优选的,S3中构建克隆测序文库包括下列步骤:取2uLS3中的纯化PCR产物与载体pMD18-T连接,转化DH5a感受态细胞,并在37℃恒温培养24-32h;克隆结束后,挑取50个单菌落,使用引物F和R进行菌落PCR验证,PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测,确认为目的条带,进行后续实验;从上述样品中分别挑取30个单菌落过夜扩大培养,采用TSINGKE质粒提取试剂盒抽提质粒,使用ABI3730XL测序仪对上述样品进行测序检测。
进一步,优选的,土地利用类型分别为:旱地、有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地、低覆盖度草地、水库坑塘、滩地、城镇用地、农村居民点和其它建设用地;将有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地和低覆盖度草地归为林地统一标识;将水库坑塘和滩地归为湿地统一标识;将城镇用地、农村居民点和其它建设用地归一为人造地统一标识;共分为四种土地利用类型:旱地、林地、湿地和人造地表;S6中采用SPSS20.0对各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析;S6各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析结果分为0.05水平上显著相关和0.01水平上显著相关。
进一步,优选的,通过S6中每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势,对土地利用类型进行调控。
实施例2:基于实施例1但有所不同的是;
本发明方法中应用了eDNA技术,仅通过采集数毫升到几升的水样,检测水体中残留的生物基因来确定鱼类有无的鱼类调查方法。其中DNA提取和qPCR分析可在短短数小时内完成,并与数据库对比,能够较快地完成物种鉴定。由于DNA作为多数生物体的遗传物质,具有特有属性,在环境中具有相对稳定性,使得检出物种在分类问题上的争议性大大低于传统的分类方法。在比较了eDNA法和传统生物调查方法在调查河流生态多样性的优缺点,发现eDNA比传统调查方法更为敏感,具有时效性高,环境友好等特点,并且二代高通量测序技术和三代基因检测技术的发展,为高效和准确地完成水生生物检定奠定了基础,显著地提高了生物多样性调查速度,为eDNA技术同时检测多种物种存在提供了可能性。
实施例3:基于实施例1和2但有所不同的是;
本发明方法通过调查土地利用方式的改变,来分析鱼类种群结构的变化,因为土地利用方式的改变会从宏观到微观多方面改变鱼类的种群结构与组成。例如:人造地表会引起地表温度的增加,从而提高水体温度,影响冷水鱼的优势地位;湿地面积减少或者湿地生境破碎化,阻碍鱼类的洄游甚至破坏鱼类的栖息地;土地利用变化还往往伴随着河流宽度、流速等变化,从而改变部分物种的优势或者劣势地位。此外,人造地增多往往意味着人为活动地加剧,人类会有意或无意地直接改变当地鱼类群落,例如,通过放生和养殖等方式带来入侵物种,除了这些较为直接的影响外,土地利用的积累效应也会对水生生态系统构成威胁。Maloney等研究人员在美国佐治亚州研究了历史土地利用方式产生的物理化学影响对鱼类、藻类等生物多样性的影响,证明土地利用方式确实会影响水生生态系统,并预测土地利用方式会对河流的生物完整性产生一定影响,土地利用变化所造成的生态效应十分复杂,鱼类显然是最敏感的受体和指示生物之一,关注鱼类多样性变化与土地利用之间的关系,对进一步保护水生生物多样性至关重要。
实施例4:基于实施例1、2和3但有所不同的是;
基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置,应用于基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法的装置,包括瓶身2、瓶盖1和保护外壳3,的瓶身2活动套接在保护外壳3内部,瓶身2上端内部活动套接有瓶盖1,瓶身2右侧内壁上固定安装有连接装置,瓶身2前侧外表面设置有刻度,瓶盖1内部环形等间距设置有连接孔22,瓶盖1内部轴心活动套接有转动轴21下端,转动轴21上端活动套接在转动板19轴心,转动板19下表面与瓶盖1上表面相贴合,转动板19内部环形等间距设置有与连接孔22相匹配的固定孔20。
连接装置包括限位管23、移动板5、连接管12、密封管16、固定管15和转动管13,限位管23右端与瓶身2内壁固定连接,限位管23内部上下两侧设置有限位槽18,限位槽18内部活动套接有限位杆4,限位杆4右端与弹簧9左端固定连接,弹簧9右端与限位槽18内部底端固定连接,限位杆4左端与移动板5右侧上下两端固定连接,移动板5靠内一面上下两侧与固定杆7左端固定连接,固定杆7右端与连接管12左端固定连接,连接管12右端活动套接在转动管13内部,转动管13外部活动套接在固定管15内部,固定管15左端与瓶身2右侧固定连接,固定管15左端内部活动套接有密封管16,密封管16左端与限位管23右端固定连接,连接管12左端活动套接在限位管23内部。
连接管12左端上下两侧设置有稳固槽10,稳固槽10内部活动套接有卡销8,卡销8靠内一端与压缩弹簧6靠外一端固定连接,压缩弹簧6靠内一端与稳固槽6底端固定连接,限位管23内部左右两端上下两侧设置有卡槽17,卡槽17与卡销8相匹配,转动管13左端上下两侧与稳定杆11靠内一端固定连接,固定管15右端内部上下两侧设置有稳定槽14,稳定槽14内部活动套接有稳定杆11。
本发明方法在使用的时候,通过将采集的样本放置在基于eDNA的土地利用变化对鱼类多样性影响的研究装置中,放置一段时间后,样本内部分层,此时可以通过瓶身2右侧设置的连接装置采集装置内部的样本,通过将采集管与连接管12固定连接,之后转动转动管13在固定管15内部转动,带动连接管12向内移动,使连接管12左端上下两侧的卡销8与卡槽17相互分离,使卡销8与另一侧的卡槽17相互契合,从而挤压固定杆7向外移动,从而带动限位杆4带动弹簧9向外移动,带动移动板5向外移动,从而使移动板5与限位管23之间出现缝隙,可以将样本从中取出,通过使用本装置可以直接采取装置内部上中下部分的样本,而不用打开装置,防止了样本被污染,当样本取出完毕之后,转动转动管13在固定管15内部转动,带动连接管12向外移动,使连接管12左端上下两侧的卡销8与卡槽17相互分离,使卡销8与另一侧的卡槽17相互契合,从而挤压固定杆7向内移动,从而通过弹簧9带动限位杆4向内移动,带动移动板5向内移动,从而使移动板5与限位管23之间保持密封。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,其特征在于,包括以下使用步骤:
S1、从旱地、林地、湿地和人造地表中分别选取7个行为较为密集的采样点,使用已灭菌的PP广口瓶进行采样,采样量为1L,每个采样点采集两个平行样,每个采样点之间间隔2公里,每隔6个月进行一次采样;
S2、从采集样品表层水体中取样15ml,加入3M的醋酸钠1.5ml;再加入无水乙醇33ml后,混匀,在-20℃下离心3000rd,10min后取出,观察沉淀物的产生,用不同的试剂盒分别进行提取DNA样品;
S3、将S2中提取到的DNA样品放入超微量分光光度计中进行检测,分析样品DNA的浓度,选择覆盖物种最多且鉴别精度最高的通用引物,使用引物进行多样性PCR扩增,扩增产物采用DNA试剂纯化回收,DNA纯化过程中进行多次洗脱,将纯化后的DNA放置于4℃冰箱中进行冷藏保存,构建克隆测序文库,对PCR扩增后的DNA片段进行基因检测,将检测出的基因序列结果与NCBI数据库的基因序列进行比对;
S4、将基因测序比对结果按照检出物种的分类学标准对上述检测结果进行统计,并通过香农-威纳指数建立数学模型,对物种丰富度和均匀性进行综合评估,其表达式为:
上式中,H为Shannon-Wiener指数,S为物种丰度,Pi代表第i种个体占总个体数的比例;
S5、对每次采样时的采样点通过土地利用类型进行分类统计,每次采样时的采样点某种土地总面积S0,S1,...Sn,对土地对采样点的土地利用变化趋势进行计算,其计算公式为:(Sn-Sn-1)/Sn-1*100%=η
上式中,η为土地利用变化趋势;
S6、先对任意采样点的各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的相关性进行分析,再对每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势进行分析。
2.根据权利要求1所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,其特征在于:所述S3中构建克隆测序文库包括下列步骤:取2uLS3中的纯化PCR产物与载体pMD18-T连接,转化DH5a感受态细胞,并在37℃恒温培养24-32h;克隆结束后,挑取50个单菌落,使用引物F和R进行菌落PCR验证,PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测,确认为目的条带,进行后续实验;从上述样品中分别挑取30个单菌落过夜扩大培养,采用TSINGKE质粒提取试剂盒抽提质粒,使用ABI 3730XL测序仪对上述样品进行测序检测。
3.根据权利要求1所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,其特征在于:所述土地利用类型分别为:旱地、有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地、低覆盖度草地、水库坑塘、滩地、城镇用地、农村居民点和其它建设用地;将有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地和低覆盖度草地归为林地统一标识;将水库坑塘和滩地归为湿地统一标识;将城镇用地、农村居民点和其它建设用地归一为人造地统一标识;共分为四种土地利用类型:旱地、林地、湿地和人造地表,所述S6中采用SPSS20.0对各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析,所述S6各土地利用类型与Shannon-Wiener指数之间的进行相关性分析结果分为0.05水平上显著相关和0.01水平上显著相关。
4.根据权利要求3所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,其特征在于:通过S6中每个采样点的Shannon-Wiener指数和土地利用变化趋势两者之间的趋势,对土地利用类型进行调控。
5.基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置,其特征在于:应用于权利要求1-4之一所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究方法,包括瓶身(2)、瓶盖(1)和保护外壳(3),所述的瓶身(2)活动套接在保护外壳(3)内部,所述瓶身(2)上端内部活动套接有瓶盖(1),所述瓶身(2)右侧内壁上固定安装有连接装置,所述瓶身(2)前侧外表面设置有刻度,所述瓶盖(1)内部环形等间距设置有连接孔(22),所述瓶盖(1)内部轴心活动套接有转动轴(21)下端,所述转动轴(21)上端活动套接在转动板(19)轴心,所述转动板(19)下表面与瓶盖(1)上表面相贴合,所述转动板(19)内部环形等间距设置有与连接孔(22)相匹配的固定孔(20)。
6.根据权利要求5所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置,其特征在于:所述连接装置包括限位管(23)、移动板(5)、连接管(12)、密封管(16)、固定管(15)和转动管(13),所述限位管(23)右端与瓶身(2)内壁固定连接,所述限位管(23)内部上下两侧设置有限位槽(18),所述限位槽(18)内部活动套接有限位杆(4),所述限位杆(4)右端与弹簧(9)左端固定连接,所述弹簧(9)右端与限位槽(18)内部底端固定连接,所述限位杆(4)左端与移动板(5)右侧上下两端固定连接,所述移动板(5)靠内一面上下两侧与固定杆(7)左端固定连接,所述固定杆(7)右端与连接管(12)左端固定连接,所述连接管(12)右端活动套接在转动管(13)内部,所述转动管(13)外部活动套接在固定管(15)内部,所述固定管(15)左端与瓶身(2)右侧固定连接,所述固定管(15)左端内部活动套接有密封管(16),所述密封管(16)左端与限位管(23)右端固定连接,所述连接管(12)左端活动套接在限位管(23)内部。
7.根据权利要求6所述的基于eDNA土地变化对鱼类多样性的研究装置,其特征在于:所述连接管(12)左端上下两侧设置有稳固槽(10),所述稳固槽(10)内部活动套接有卡销(8),所述卡销(8)靠内一端与压缩弹簧(6)靠外一端固定连接,所述压缩弹簧(6)靠内一端与稳固槽(6)底端固定连接,所述限位管(23)内部左右两端上下两侧设置有卡槽(17),所述卡槽(17)与卡销(8)相匹配,所述转动管(13)左端上下两侧与稳定杆(11)靠内一端固定连接,所述固定管(15)右端内部上下两侧设置有稳定槽(14),所述稳定槽(14)内部活动套接有稳定杆(11)。
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CN105154564A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 上海海洋大学 | 基于环境dna技术对鱼类dna丰度估算的联合分析法 |
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