基于DNA宏条形码研究四川...同域共存小型哺乳动物的食性_彭步青.pdf

2023,31(4):22474,pages 114 doi:10.17520/biods.2022474 收稿日期:2022-08-18;接受日期:2022-11-24 基金项目:国家自然科学基金青年项目(32001223)、四川省自然科学基金青年基金(2022NSFSC1711)和成都市科技项目重点研发支撑计划(2021-YF05-01552-SN)*通讯作者 Author for correspondence.E-mail: https:/www.biodiversity- 基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 彭步青,陶玲,李靖,范荣辉,陈顺德,付长坤,王琼,唐刻意*四川师范大学生命科学学院,成都 610101 摘要:揭示物种共存的发生和维持机制对于群落生态学理论的发展具有重要意义,同时也是生物多样性和保护生物学研究的热点之一。生态位分化是同域分布物种实现共存的重要原因之一。为了解同域分布的多种小型哺乳动物的共存机制,本研究采用DNA宏条形码技术对四川老君山国家级自然保护区内的6种小型哺乳动物胃内容物进行分子食性分析,解析其夏季食物组成特征,并计算和比较种间食物的多样性、生态位宽度和重叠指数。结果表明:(1)鳞翅目(相对丰度:3.76%42.33%)和双翅目(2.59%62.63%)是6种小型哺乳动物的主要动物性食物,禾本目(0.02%45.33%)和豆目(0.19%38.95%)为其主要植物性食物。6种小型哺乳动物取食主要动植物性食物的相对丰度存在种间差异。(2)黄胸鼠(Rattus tanezumi)和淡灰黑齿鼩鼱(Blarinella griselda)的属水平动物性食物显著重叠(Ojk=0.63);其余物种间的营养生态位存在一定程度重叠,但在主要食物的构成和组成比例上存在明显差异;(3)6种小型哺乳动物的动物性食物多样性存在明显种间差异,而植物性食物多样性在6种小型哺乳动物之间差异不显著,其中社鼠(Niviventer confucianus)食物多样性最高,其动植物营养生态位宽度(8.211.1)均高于其余物种。以上结果表明6种小型哺乳动物的食物组成存在一定程度重叠,但在主要食物上出现分离,它们可能通过对主要食物摄食种类和比例的分化来减少竞争,实现长期共存。本研究为揭示四川老君山地区多种小型哺乳动物物种多样性的维持机制提供理论依据,也为该地区鼠形动物的生态管理提供参考。考虑到本研究在样本量和时间尺度上的局限性,未来基于营养生态位对多种小型哺乳动物进行同域共存机制研究时建议适当增加取样的时空跨度,更多的样本量能更好地反映种间关系。关键词:同域共存;食物组成;DNA宏条形码;营养生态位 彭步青,陶玲,李靖,范荣辉,陈顺德,付长坤,王琼,唐刻意(2023)基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性.生物多样性,31,22474.doi:10.17520/biods.2022474.Peng BQ,Tao L,Li J,Fan RH,Chen SD,Fu CK,Wang Q,Tang KY(2023)DNA metabarcoding dietary analysis of six sympatric small mammals at the Laojunshan National Nature Reserve,Sichuan Province.Biodiversity Science,31,22474.doi:10.17520/biods.2022474.DNA metabarcoding dietary analysis of six sympatric small mammals at the Laojunshan National Nature Reserve,Sichuan Province Buqing Peng,Ling Tao,Jing Li,Ronghui Fan,Shunde Chen,Changkun Fu,Qiong Wang,Keyi Tang*College of Life Sciences,Sichuan Normal University,Chengdu 610101 ABSTRACT Aim:Revealing the mechanisms that determine species coexistence is of great importance for the development of community ecology theoretical concepts/which is one of the hot spot for biodiversity and conservation biology research.Niche separation is an important reason for the coexistence of sympatric species.Methods:To determine the dietary composition of six sympatric small mammals at the Laojunshan Nature Reserve,Sichuan,the animal samples were trapped and the luminal stomach contents were collected.We used two DNA 研究报告 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第2页 metabarcoding assays(chloroplast RbcL and mitochondrial COI region sequences)to better understand their dietary diversity,niche breadth and overlap.Results:(1)Lepidoptera(relative abundance:3.76%42.33%)and Diptera(2.59%62.63%)were the prey items identified,while Poales(0.02%45.33%)and Fabales(0.19%38.95%)were the taxa that constituted the majority of plant-derived foods.In addition to this,inter-specific differences in relative abundance of these main food items were observed.(2)We found that there was a significant trophic overlap(Ojk=0.63)of animal derived diet between Rattus tanezumi and Blarinella griselda.A certain degree of food niche overlap was found between the other sampled species,yet there were still significant differences in the composition and proportion of predominant food items.(3)A certain inter-specific difference in diversity of animal derived food between the six small mammals was detected,while almost no differences in diversity of plant derived foods were found between the six small mammals.Niviventer confucianus had the highest dietary diversity,with higher niches breadth(8.211.1)of both plant-and animal-derived diets than those of the other five species.Conclusion:These results suggest that,although the dietary overlap is observed in six small mammals,they can reduce foods competition and achieve long-term coexistence through separating the types and proportions of the main food items.Furthermore,this study reveals the mechanism of maintaining the diversity of various small mammal species at the Laojunshan Nature Reserve.This study also contributes to the ecological management of rodent-like animals in this area.Considering the limitations of our sample size and time scale of sampling,we believe that increasing sample size and time span can be more effective at identifying inter-specific relationship through DNA metabarcoding.Key words:sympatric co-existence;dietary composition;DNA metabarcoding;trophic niche 物种共存机制是生态学的核心课题之一,揭示物种共存的发生和维持机制对于群落生态学理论发展具有重要意义,也是生物多样性研究的热点之一。生态学家提出了多种揭示共存机制的理论和假说,其中包括资源比例假说(Huisman&Weissing,1999)、中度干扰假说(Sommer,1999)和生态位分化理论(Grinnell,1917;Udvardy,1959)。目前,针对野生动物同域共存的研究大多集中在鸟类(De Le n et al,2014;Hou et al,2021)、灵长类(Porter,2001;王丞等,2020)、食草动物(Liu et al,2007;Kartzinel et al,2015)等大中型动物,而对物种数量多、分布范围广的小型哺乳动物同域共存机制研究较为匮乏。生存需求相似的物种往往伴随着生态位的分化(Hardin,1960),竞争的结果将导致食物、栖息地和时间等资源的分化,进而促进生境内多物种共存。国内外学者围绕生态位分化理论的研究主要从时间生态位(Rutrough et al,2019)、空间生态位(杨春文,2008)和营养生态位(Cooke&Crowley,2018)等方面展开。其中,食性分析是营养生态位研究的重要组成部分,是动物根据自身营养需求对生境适应的结果(Marshal et al,2008),营养生态位即动物对食物资源的利用情况。食性分析是一项重要的基础研究内容(Cooke&Crowley,2018),可以直观展现动物的营养需求特征,反映出动物的生态功能及其营养关系(殷宝法等,2007)。食物也为动物生长发育和生存繁衍提供必需的营养成分,是探讨食物网营养流动、评估物种生存状况及种间关系等热点问题的重要基础(钟林强,2020;张宇洋等,2022)。小型哺乳动物作为生态系统的消费者,在能量流动和物质循环等过程中至关重要,并通过觅食、挖掘巢穴等活动影响生态系统的结构和功能(雍仲禹等,2011)。因此,该类动物对维持生态平衡具有重要意义。但在其种群数量激增时也会对生态系统造成严重危害,损害农业、林业、畜牧业经济(王德利等,2016)。森林中的小型哺乳动物会取食树木种子、剥食树皮和嫩芽,部分甚至食用树根,对树木乃至森林造成严重危害(王贵来,2004)。多数小型哺乳动物也是各种疾病的传染源,携带多种病原菌,在公共卫生领域也被高度重视(邓址,1991)。因此,明确其食物组成和摄食策略有助于从营养生态位层面揭示多种小型哺乳动物同域共存机制,也为小型哺乳动物物种多样性的维持和种群生态管理提供理论依据。动物食性研究方法众多,如直接观察法(多用于观察取食和贮食的行为特征)、实验室笼养饲喂法(更适用于研究动物对食物的偏好选择)、颊囊内含物分析法(只适用于有颊囊的动物,研究对象受限)、稳定同位素技术(难以确定具体食物组成)、胃内容物显微组织分析法、粪便显微分析法以及DNA宏条形码技术等(陆琪等,2019;Shutt et al,2020;Shao et 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第3页 al,2021;赵耕,2021)。基于粪便对食物进行传统形态学鉴定也有诸多问题:(1)对外观相似的食物无法准确区分;(2)肌肉、软组织等部分食物消化完全,难以鉴定;(3)要求实施者具备高水平的分类学技能;(4)总 体 鉴 定 效 率 低 下,准 确 率 有 待 提 升 等(Pompanon et al,2012;Akrim et al,2018)。目前,DNA宏条形码技术在动物食性研究领域潜力巨大,极大地提高了食性分析的精确性(Taberlet et al,2012)。与传统方法相比,DNA宏条形码技术优势明显:(1)几乎不受食物消化影响,可鉴定出形态上无法识别的无脊椎动物;(2)提高了物种鉴定的准确度,耗时少;(3)不依靠分类学经验;(4)可同时分析多个样本(Razgour et al,2011;Pompanon et al,2012;Yang et al,2016)。该技术已广泛应用于食草动物(Kartzinel et al,2015;郭艳萍等,2021)、食肉动物(陆琪等,2019;邵昕宁等,2019)和杂食动物(Tang et al,2020;Hou et al,2021)的分子食性研究。四川老君山国家级自然保护区内分布着多种小型哺乳动物,通过我们前期调查,其中以4种啮齿目动物巢鼠(Micromys minutus)、社鼠(Niviventer confucianus)、针毛鼠(N.fulvescens)、黄胸鼠(Rattus tanezumi)及 2 种 劳 亚 食 虫 目 动 物 四 川 短 尾 鼩(Anourosorex squamipes)和淡灰黑齿鼩鼱(Blarinella griselda)居多。它们的生存环境与生活习性等方面存在诸多相似,是研究小型哺乳动物同域共存机制的理想对象。本研究拟基于DNA宏条形码技术,对6种小型哺乳动物的动植物食物组成进行鉴定和比较分析,并计算种间食物生态位重叠指数和食物生态位宽度,从营养生态位层面探究该保护区内多种小型哺乳动物同域共存的机制。1.1 研究区域 四 川 老 君 山 国 家 级 自 然 保 护 区(103 57 104 04 E,28 3928 43 N)地处四川省宜宾市屏山县,保护区位于凉山山系,区内海拔9002,008 m,垂直气候差异大,东西约为11.6 km,南北约为7.4 km,总面积为35 km2,是以保护四川山鹧鸪(Arborophila rufipectus)等雉科鸟类为主的自然保护区,是全球生物多样性保护的热点地区,其他野生动物资源也十分丰富(付义强等,2016)。保护区为亚热带湿润型季风气候,雨量充沛,年平均气温1214,气候湿润,适宜小型哺乳动物生存。阔叶林为该生态系统的主要植被类型,为多种野生动物提供了适宜的栖息地和觅食场所(Liao et al,2007,2008;西丽媛子等,2020)。1.2 样本采集 本研究于2020年夏季在该保护区核心区的3个不同海拔段采用铗夜法和陷阱法对目标物种进行捕获,每个海拔段采集6种小型哺乳动物各3只。所有采集的动物标本均在现场根据外部特征进行初步形态学鉴定。每只标本取少量肝脏或肌肉组织保存于酒精中,于实验室40冰柜保存,以备后续DNA的提取。在胃内容物食糜DNA提取前,混合同一海拔采集的同一物种的3份胃内容物样本。最终参与测序的样品为每个物种在3个不同海拔段的3份食糜DNA,因此共18份胃内容物食糜DNA被用于后续测序。在保护区管理站对动物标本进行解剖,使用一次性采样拭子收集其肠、胃内容物保存于装有常温细胞保存液的冻存管中,用冰袋冷藏运输,送回实验室后置于40冰柜保存。目标物种的分子鉴定按如下步骤进行:(1)提取收集的肝脏或肌肉组织的总DNA;(2)PCR扩增;(3)PCR产物纯化回收和Sanger测序;(4)序列BLAST比对和物种鉴定。组织样品总DNA提取使用动物组织DNA提取试剂盒(成都福际生物公司),选择引物对L14724-hk3和H15915-hk3(He et al,2010)(附录1)扩增Cyt b基因序列。PCR目的产物通过凝胶电泳成像,将符合目的片段大小的PCR产物纯化回收后由擎科生物科技有限公司(成都)进行双向测序。测序结果在NCBI(https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/)公共数据库中进行BLAST比对,获得物种信息。1.3 食物DNA扩增和测序 胃内容物中食糜DNA的提取采用QIAamp DNA Stool Mini Kit试剂盒。由于胃内容物中的食物DNA存在降解和PCR抑制等问题,因此较短的扩增片段可能会提高扩增成功率(陆琪等,2019)。本研究分别选用线粒体COI(cytochrome c oxidase subunit I,线粒体细胞色素C氧化酶亚基)和RbcL(ribulose-bisphosphate carboxy lase gene,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶基因)鉴定动植物性食物(Hofreiter et al,2000),引物分别为COIZBJ-ArtF1c/COIZBJ-ArtR2c 1 研究方法 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第4页 (Burgar et al,2014;Clare et al,2014)和Z1aF/hp2R(附录1),连接的样本特异性barcode序列见附录2。PCR扩增体系为20 L,COI引物PCR扩增程序为98预变性5 min;95变性30 s,53退火30 s,68延伸30 s,进行5个循环;98变性30 s,45退火30 s,68延伸45 s,进行30个循环;68延伸5 min,在12下保存。RbcL引物PCR扩增程序为98预变性5 min;98变性30 s,52退火30 s,72延伸45 s,进行30个循环;72延伸5 min,12保存。PCR扩增使用全式金公司的Pfu高保真DNA聚合酶。每个PCR板和不同引物组设置阴性对照用于检测环境、试 剂 等 污 染。采 用 DNA 纯 化 磁 珠(Vazyme VAHTSTM DNA Clean Beads)对PCR扩增产物进行纯化回收。以纯化后的PCR产物为模板,采用荧光试剂(Quant-iT PicoGreen dsDNA Assay Kit)进行荧光定量。根据高通量测序要求,将每个样品的扩增子按比例混合和纯化回收,使用Illumina公司的TruSeq Nano DNA LT Library Prep Kit制备测序文库,文库的高通量双末端测序在上海派森诺生物信息技术公司的Illumina NovaSeq 6000测序平台进行,每端读长为250 bp。1.4 序列处理与数据统计分析 经高通量测序获得的原始数据需通过修剪和质量控制步骤进行筛选(Caporaso et al,2012)。使用Vsearch软件对扩增子序列完成合并、质量过滤、去重、去嵌合体、聚类等步骤(Edgar,2013)。基于操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)聚类的Vsearch(Rognes et al,2016)方法,对有效序列进行OTU归并划分,以98%的序列相似度作为OTU划分的阈值。在NCBI数据库中使用BLAST比对通过质量过滤的序列(Berry et al,2017),根据相似度百分比阈值,序列被鉴定到种、属等分类单位。序列比对结果一致性不低于99%,且最匹配序列只对应单一物种,同时该物种在当地有分布时,认为该序列来自于该物种;序列比对一致性不低于98%被认为是属水平的注释。本研究的原始测序数据已上传至组学原始数据归档库(genome sequence archive,GSA),动物性食物数据序列号为CRA007014;植物性食物数据序列号为CRA007015。多样性的计算与分析在QIIME2软件中完成。为了评估测序深度的充分性,本研究根据OTU的数量绘制了样本的稀疏曲线。基于Jaccard距离矩阵进行了非量度多维尺度分析(nonmetric multidimensional scaling analysis,NMDS),并使用R v.3.3.3的ggplot2包(Wickham,2009)进行图形可视化分析,且使用ANOSIM(analysis of similarities)进行组间差异显著性分析。本研究使用相对丰度(relative abundance,RA)和出现频率(frequency of occurrence,FO)来衡量食物组成和出现情况(Deagle et al,2019)。使用LEfSe(linear discriminatory analysis(LDA)effect size)分析,在不同分类水平上鉴定了劳亚食虫类四物种和啮齿目两物种的主要差异性食物。为比较食物组成和多样性在不同物种中的显著性差异情况,本 研 究 使 用 SPSS 20 的 单 因 素 方 差 分 析(ANOVA)和Students t检验检测差异显著性。1.5 营养生态位宽度和重叠指数 根据食物组成在不同分类水平的相对丰度情况,本研究采用Levins指数(B)来描述食物生态位宽度(Levins,1968),采用Pianka重叠指数(Ojk)衡量食物生态位重叠程度(Pianka,1973)。计算公式如下:21jBP=(1)式中,B代表生态位宽度,Pj代表食物j所占的比例;22()()()ijikjkijikPPOPP=(2)式中,Pij和Pik分别代表食物i在物种j和k的食物中所占的相对丰度。Ojk的变化范围为01,根据Krebs(1999)的评判标准,Ojk 0.3视为重叠有意义,Ojk 0.6视为显著重叠。2.1 6种小型哺乳动物的食物组成 基于COI宏条形码的测序数据,所有物种的胃内容物样品共获得2,029,373条有效序列,平均每个样品112,743 41,572条。随着测序深度的增加,样品稀疏曲线逐渐达到平稳状态,表明本研究测序深度合理(附录3)。6种小型哺乳动物的动物性食物主要由无脊椎动物构成,其中在门水平占比较多的为节肢动物门,其相对丰度(RA)占所有动物性食物的88.31%;纲水平占比较多的食物为昆虫纲(RA=79.02%)。在目水2 结果 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第5页 平,鳞翅目、双翅目和蜘蛛目构成这6种小型哺乳动物的主要动物性食物(图1A),这3个目总共占全部动物性食物的62.10%。其中在巢鼠、社鼠、针毛鼠和四川短尾鼩4个物种的胃内容物中检测到大量鳞翅目昆虫,其相对丰度分别为39.87%、42.33%、47.98%、35.76%(附录4)。而双翅目的序列在巢鼠(37.19%)、黄胸鼠(55.02%)和淡灰黑齿鼩鼱(62.63%)的食物组成中相对丰度较高。在淡灰黑齿鼩鼱的食物中检测到较多的半翅目(29.69%)昆虫,而其余5种小型哺乳动物食物中的半翅目相对丰度则较低(00.05%),直翅目的相对丰度较高(1.48%13.60%)。在属水平,黄胸鼠和淡灰黑齿鼩鼱食物中壳粗腹摇蚊属(Conchapelopia,隶属于双翅目)的相对丰度较高(分别为34.83%、30.52%)(附录5);美舟蛾属(Uropyia,隶属于鳞翅目)动物构成了社鼠(16.47%)、针毛鼠(18.08%)和四川短尾鼩(30.35%)图1 6种小型哺乳动物目水平排名前20的动物性食物(A)和植物性食物(B)的相对丰度 Fig.1 Relative abundance of top 20 animal-(A)and plant-derived(B)food items at the order level in the six small mammals 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第6页 动物性食物的主要部分。巢鼠大量摄食长喙天蛾属(Macroglossum,隶属于鳞翅目,29.40%)和尺禾蝇属(Geomyza,隶属于双翅目,27.72%)物种,而短痣蚜属(Anoecia,隶属于同翅目,29.68%)在淡灰黑齿鼩鼱的食物中被大量检测到。基于RbcL宏条形码鉴定植物性食物的数据中,所有样本高通量测序后共获得1,581,373条有效序列,平均每个样品87,854 37,783条。在纲水平,6种小型哺乳动物植物性食物占比较多的为百合纲植物,相对丰度为19.21%。在目和属水平,鉴定到的分类单元相对丰度超过1%的分别有20个目和16个属。其中,禾本目和豆目构成6种小型哺乳动物的主要植物性食物来源,伞形目也表现出较高的相对丰度(图1B),这3个目共占植物性食物的37.20%。除四川短尾鼩大量取食南鼠刺目(26.71%)食物外,其余5种小型哺乳动物取食较多的为禾本目植物,其中禾本目序列在巢鼠植物性食物中占比最高(45.33%)。针毛鼠取食毛茛目(63.74%)的比例最高,其余5种小型哺乳动物则不喜取食毛茛目食物,而对豆目植物较为青睐(附录6)。相比于其他物种,黄胸鼠食物中伞形目的相对丰度较高(32.81%),葫芦目(20.90%)在社鼠食物中的比例较高,菊目植物则是巢鼠、黄胸鼠和淡灰黑齿鼩鼱都较为喜好的食物。在属水平的植物性食物中,八月瓜属(Holboellia,隶属于毛茛目)在针毛鼠食物中较为丰富(60.89%)(附录7)。巢鼠、黄胸鼠和社鼠分别喜好取食芒属(Miscanthus,隶属于禾本目,33.37%)、当归属(Angelica,隶属于伞形目,32.69%)和绞股蓝属(Gynostemma,隶属于堇菜目,20.18%)植物。燕麦属(Avena,隶属于禾本目)则是巢鼠、社鼠、黄胸鼠和淡灰黑齿鼩鼱都青睐的食物。以上结果与LEfSe分析结果相符合(附录8),表明在不同分类水平下,6种小型哺乳动物主要食物的摄食比例存在差异,同时某些植物(如菊目和燕麦属植物)是它们共同的食物。2.2 食物组成多样性的种间比较 多样性指数(Chao1、Shannon和Simpson)计算结果表明,6种小型哺乳动物的动物性食物多样性存在一定的种间差异(图2A)。针毛鼠的Chao1丰富度指数显著高于淡灰黑齿鼩鼱(P=0.011),黄胸鼠和针毛鼠的Chao1丰富度指数差异显著(P=0.014)。淡灰黑齿鼩鼱的Simpson指数显著低于社鼠(P=0.015),同时显著低于针毛鼠(P=0.028)和黄胸鼠(P=0.011)。淡灰黑齿鼩鼱的Shannon指数显著低于 图2 6种小型哺乳动物动物性食物(A)和植物性食物(B)的多样性指数的分组箱线图 Fig.2 Box-and-whisker plots for diversity of animal-(A)and plant-derived(B)food items of six small mammals 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第7页 黄胸鼠(P=0.043)。3个多样性指数的种间差异比较显示,淡灰黑齿鼩鼱的动物性食物多样性水平最低。总体上,植物性食物的多样性在6种小型哺乳动物之间差异并不显著(图2B)。只有社鼠的Chao1丰富度指数显著高于淡灰黑齿鼩鼱(P=0.014),黄胸鼠与社鼠的Chao1丰富度指数差异显著(P=0.025)。基于Jaccard distance矩阵的NMDS聚类结果显示了6种小型哺乳动物的动植物食物组成的种间差异情况(图3)。四川短尾鼩的动物性食物组成与其他5种小型哺乳动物明显分离(ANOSIM:R=0.259 0.778,P=0.0920.302)。巢鼠、社鼠和针毛鼠的动物性食物相对聚集,且有一定重叠。黄胸鼠和淡灰黑齿鼩鼱的动物性食物聚集距离较近。此外,淡灰黑齿鼩鼱的植物性食物与其他5种小型哺乳动物存在一定分离(ANOSIM:R=0.111至0.519,P=0.1010.689)。四川短尾鼩和巢鼠、针毛鼠的植物性食物的重叠较多。2.3 食物生态位宽度和食物重叠 在6种小型哺乳动物的属水平营养生态位宽度 计算结果中,社鼠的动物性食物营养生态位宽度最广(B=8.6485),其次是针毛鼠(B=8.1913),四川短尾鼩(B=4.0286)和淡灰黑齿鼩鼱(B=3.7137)的较低(表1)。本研究中的4种啮齿目物种的动物性食物平均营养生态位宽度均显著高于2种劳亚食虫目物种(B:7.1181 v.s.3.8712,P=0.003)。在植物性食物营养生态位宽度计算结果中,社鼠的营养生态位宽度 最 大(B=11.0998),其 后 依 次 为 巢 鼠(B=6.9642)、四川短尾鼩(B=5.8556)、黄胸鼠(B=5.5751)、淡灰黑齿鼩鼱(B=4.5893),针毛鼠的最低(B=2.5601)。总体上,6种小型哺乳动物的植物性食物营养生态位宽度差异较大。4种啮齿目物种的植物性食物平均营养生态位宽度与2种劳亚食虫目物种间并无显著差异。同时,科水平的营养生态位宽度计算结果与属水平的结果较为一致(表1)。在6种小型哺乳动物的属水平营养生态位重叠指数计算结果中,黄胸鼠和淡灰黑齿鼩鼱的动物性营养生态位重叠指数最高(Ojk=0.63),表明二者营养生态位重叠明显。社鼠与针毛鼠(Ojk=0.31)、社 图3 基于Jaccard distance矩阵的6种小型哺乳动物的动物性食物(A)和植物性食物(B)的NMDS图 Fig.3 The NMDS of animal-(A)and plant-derived(B)food items of six small mammals based on Jaccard distance 表1 6种小型哺乳动物的营养生态位宽度 Table 1 Trophic niche breadth of the six small mammals 动物性食物 Animal-derived food 植物性食物 Plant-derived food 属水平 Genus level 科水平 Family level 属水平 Genus level 科水平 Family level 巢鼠 Micromys minutus 5.4882 5.4409 6.9642 4.7517 社鼠 Niviventer confucianus 8.6485 8.2191 11.0998 8.6986 针毛鼠 Niviventer fulvescens 8.1913 6.4274 2.5601 2.5435 黄胸鼠 Rattus tanezumi 6.1445 6.1359 5.5751 5.5339 四川短尾鼩 Anourosorex squamipes 4.0286 4.0239 5.8556 5.8525 淡灰黑齿鼩鼱 Blarinella griselda 3.7137 3.7118 4.5893 4.5681 彭步青等:基于DNA宏条形码研究四川老君山国家级自然保护区6种同域共存小型哺乳动物的食性 2023年|31卷|4期|22474|第8页 表2 6种小型哺乳动物属水平的动物性(斜线左)和植物性(斜线右)食物营养生态位重叠指数 Table 2 Trophic niche overlap index of the animal-(the left side of the slash)and plant-derived(the right side of the slash)food items at the genus level in the six small mammals 巢鼠 Micromys minutus 社鼠 Niviventer confucianus 针毛鼠 Niviventer fulvescens 黄胸鼠 Rattus tanezumi 四川短尾鼩 Anourosorex squamipes 社鼠 Niviventer confucianus 0.04/0.34 针毛鼠 Niviventer fulvescens 0.07/0.09 0.31/0.22 黄胸鼠 Rattus tanezumi 0.08/0.12 0.08/0.24 0.14/0.01 四川短尾鼩 Anourosorex squamipes 0.01/0.06 0.40/0.26 0.35/0.12 0.21/0.12 淡灰黑齿鼩鼱 Blarinella griselda 0.04/0.23 0.01/0.48 0.02/0.01 0.63/0.24 0.03/0.31 根据Krebs(1999)的评判标准,Ojk 0.3视为重叠有意义,Ojk 0.6视为显著重叠。加粗的数值表示二者重叠有意义或显著重叠。According to Krebs(1999),Ojk 0.3 is considered meaningful overlap and Ojk 0.6 is considered significant overlap.Bold indicates that the trophic niche of two species is meaningful or significantly.鼠与四川短尾鼩(Ojk=0.40)、针毛鼠与四川短尾鼩(Ojk=0.35)的动物性食物有一定程度重叠(表2),表明它们的生活史中可能面临动物性食物资源的竞争。其余几种小型哺乳动物两两间的动物性食物重叠指数均较低(表2)。在植物性营养生态位重叠指数中,社鼠和淡灰黑齿鼩鼱的食物生态位重叠指数最高(Ojk=0.48),巢鼠和社鼠(Ojk=0.34)、四川短尾鼩和淡灰黑齿鼩鼱(Ojk=0.31)也表现出一定程度的食物生态位重叠,其余小型哺乳动物两两间的食物生态位重叠指数均较低。此外,本研究还计算了4种啮齿目物种间的营养生态位重叠指数,Ojk值均小于0.01。3.1 食物组成特点 本研究基于DNA宏条形码技术解析了老君山国家级自然保护区6种优势小型哺乳动物夏季的食物组成和食物资源种间竞争关系。结果表明,鳞翅目、双翅目昆虫和蜘蛛目是6种小型哺乳动物主要的动物性食物,禾本目和豆目构成了其大部分植物性食物。不同小型哺乳动物之间虽然存在食物生态位重叠,但在主要食物上