黃、渤海魚類DNA 條形碼信息平臺構(gòu)建及應(yīng)用

曲欣宇，劉璐，李純厚，王晨陽，彭子為，劉敏姝，焦天琪，陳治，樊鑫

（1.山東交通學(xué)院，山東 威海 264209；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣東 廣州 510300；3.海南熱帶海洋學(xué)院，熱帶海洋生物資源利用與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 三亞 572022；4.海南熱帶海洋學(xué)院，海南省熱帶海洋漁業(yè)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 三亞 572022）

DNA 條形碼（DNA barcoding）被定義為生物體內(nèi)一段或者幾段能夠代表物種的、標(biāo)準(zhǔn)的、有足夠變異的且易擴(kuò)增的基因片段。與商品條形碼對應(yīng)商品信息類似，此類片段與物種信息存在唯一的對應(yīng)關(guān)系而得名。國際生命條形碼協(xié)會（the International Barcode of Life,iBOL）建議以線粒體COI（CO1 或COX1）基因作為動物DNA 條形碼[1]。作為生態(tài)學(xué)研究的重要工具，DNA 條形碼通過序列分析和核苷酸差異比對，可準(zhǔn)確鑒定物種，有助于發(fā)現(xiàn)新物種、隱存種和新記錄種[2]?；诜肿由飳W(xué)分析手段的DNA 條形碼對分類學(xué)基礎(chǔ)的要求較低。以DNA 序列為檢測對象，在整個生物個體發(fā)育過程中遺傳信息不會改變。在一些特殊情況下，DNA 條形碼也可以得到有效應(yīng)用[3]：如1）標(biāo)本受到嚴(yán)重?fù)p壞或標(biāo)本經(jīng)過加工，形態(tài)發(fā)生變化，單靠肉眼無法觀察識別；2）生物發(fā)育過程中常經(jīng)歷“變態(tài)”過程，卵和幼體存在差異；3）某些生物具有世代交替的現(xiàn)象，形態(tài)學(xué)方法難以分辨識別；4）外形極為相近的近緣物種；5）在魚類早期發(fā)育過程中，復(fù)雜多樣的“同種異型”（包括雌雄異型）和“異種同型”現(xiàn)象時有發(fā)生，傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類困難；6）對于瀕危物種，個體取樣會對生物造成不可修復(fù)的損傷，近距離觀察同樣存在較大困難。與基于物種外觀或者解剖特征的傳統(tǒng)分類學(xué)相比，DNA 條形碼檢測樣本范圍廣、準(zhǔn)確率高、節(jié)省時間和精力。憑借這些優(yōu)勢，DNA 條形碼廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、食品等科學(xué)領(lǐng)域。

隨著DNA 條形碼技術(shù)應(yīng)用和不斷發(fā)展，產(chǎn)生了海量的DNA 條形碼與對應(yīng)的物種分類信息。快捷有效地管理和共享這些信息成為制約DNA 條形碼進(jìn)一步使用和發(fā)展的因素。構(gòu)建DNA 條形碼數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)為解決這一問題提供了有效辦法。DNA條形碼數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)既可以作為存儲DNA 條形碼序列和樣品信息的媒介，又可以為后續(xù)條形碼研究和物種分類鑒定提供生物信息平臺[4,5]。2007 年，生命條形碼協(xié)會（Consortium for the Barcode of Life,CBOL）建立了生命條形碼數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Barcode of Life Database Systems,BOLD systems）[6]，這是全球第一個集存儲、分析和利用為一體的DNA 條形碼數(shù)據(jù)系統(tǒng)，截止2020 年2 月已收錄了800 多萬條DNA 條形碼序列，涵蓋了30 多萬種動物、植物和真菌等生物[7]。為了深入研究特定生物類群，生命條形碼協(xié)會還設(shè)立了一些具有針對性的特殊條形碼數(shù)據(jù)庫，如魚類條形碼數(shù)據(jù)庫--Fish Barcode of Life（http://fishbol.org/）。2011 年我國建立了首個DNA條形碼平臺--中國生命條形碼數(shù)據(jù)門戶中心（http://www.barcodeoflife.cn/）[8]。此后，國內(nèi)各領(lǐng)域又針對性地建立了一系列條形碼數(shù)據(jù)庫（表1）。

表1 我國DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建代表舉例Tab.1 Representative examples of DNA barcode database construction in China

隨著第二代生物測序技術(shù)的出現(xiàn)，高通量測序技術(shù)在傳統(tǒng)DNA 條形碼研究中應(yīng)用，DNA 宏條形碼技術(shù)（DNA metabarcoding）應(yīng)運(yùn)而生。相比于傳統(tǒng)DNA 條形碼技術(shù)能綜合、快速、有效地分析復(fù)雜混合樣品和大尺度范圍樣品，能自動識別多個物種，既降低成本又?jǐn)U展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍[9]。然而，DNA 宏條形碼技術(shù)依然存在一些問題：（1）需要控制測序錯誤率，提高測序質(zhì)量。DNA 宏條形碼技術(shù)的文庫構(gòu)建依托于PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物，測序時易產(chǎn)生堿基不平衡現(xiàn)象，增加數(shù)據(jù)誤差，降低測序質(zhì)量[10]；（2）樣品前處理差異和實(shí)驗(yàn)過程差別會影響樣品DNA的濃度和質(zhì)量，而DNA 宏條形碼技術(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接取決于DNA 是否完整[11]；（3）DNA 片段的選擇、對照數(shù)據(jù)庫的規(guī)模和精確度與樣品的識別準(zhǔn)確率直接相關(guān)[12]；（4）物種間可變引物和模板錯配會產(chǎn)生PCR 偏差，可能導(dǎo)致某些物種的漏檢或錯檢，還會影響DNA 宏條形碼技術(shù)的定量應(yīng)用[13]?；谝陨蠋讉€因素，再考慮到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)成本、時間成本等問題，采用一代測序技術(shù)構(gòu)建DNA 條形碼信息平臺更為可行。

相比于傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類，DNA 條形碼技術(shù)和宏條形碼技術(shù)在物種鑒定方面具有不可取代的優(yōu)勢。然而，后兩者依然存在一定的局限性。例如：二者在應(yīng)用中無法區(qū)分死亡個體和存活個體，無法直觀地判定物種的發(fā)育階段，針對物種生物量和豐度無法開展定量分析，無法獲取性比等。因此，不能用兩種條形碼技術(shù)完全替代傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類，而是在生物信息庫的建設(shè)過程中要充分結(jié)合傳統(tǒng)形態(tài)標(biāo)本的觀察和DNA 條形碼技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建綜合性平臺。

我國黃海和渤海擁有豐富的魚類資源，有記錄的魚類多達(dá)三百余種[14]。常見的市場在售和漁業(yè)資源調(diào)查統(tǒng)計中的魚類對象也有幾十種，表明黃、渤海擁有大量的魚類生物學(xué)信息數(shù)據(jù)。然而，由于近些年的過度捕撈和環(huán)境污染，很多經(jīng)濟(jì)魚類一度出現(xiàn)嚴(yán)重的資源衰退甚至枯竭，有效保護(hù)魚類生物種質(zhì)資源迫在眉睫，開展黃、渤海魚類DNA 條形碼信息的收集工作勢在必行。盡管BOLD 系統(tǒng)、Fish-BOL系統(tǒng)和我國國家海洋水產(chǎn)庫已收錄了海量的（包括魚類在內(nèi)）海洋生物DNA 條形碼數(shù)據(jù)，但是前兩個系統(tǒng)主要側(cè)重點(diǎn)在于歐、美和澳等國家的漁業(yè)物種信息，缺少對我國特定種類的收錄，同時無法體現(xiàn)由我國特定的水域環(huán)境和地理位置而造成的物種分化，而后者因涉及的水產(chǎn)和漁業(yè)生物種類繁多，具體到魚類分類的收錄內(nèi)容和記錄種偏少，部分魚類形態(tài)圖像憑證不清晰，有些缺少條形碼記錄，憑證信息不全面或存在一些模糊標(biāo)識。

本課題組以黃、渤海地區(qū)常見魚類[14-17]和DNA條形碼數(shù)據(jù)庫資料為基礎(chǔ)，搭建黃、渤海魚類生物的DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫，為物種鑒定、信息瀏覽及查詢提供網(wǎng)絡(luò)平臺，以期快捷、有效、安全地管理數(shù)據(jù)和共享信息，完善魚類流通監(jiān)管體系，并為黃、渤海魚類的分類鑒定、種質(zhì)資源遺傳多樣性保護(hù)和質(zhì)量安全的相關(guān)研究提供借鑒和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究選取魚類線粒體COI 基因片段作為DNA 條形碼標(biāo)記。其中，DNA 條形碼數(shù)據(jù)來源于項(xiàng)目組采集的魚類憑證標(biāo)本（圖1）及其對應(yīng)的DNA條形碼序列。采集標(biāo)本后，首先進(jìn)行傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)的分類鑒定，然后取背鰭基部肌肉提取DNA 基因組。擴(kuò)增魚類樣本的線粒體COI 基因序列，通過DNASTAR 軟件進(jìn)行序列比對分析[18]。分析所得數(shù)據(jù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對應(yīng)的憑證標(biāo)本均可追溯。將提交的DNA 序列信息使用NCBI 進(jìn)行BLAST 比對，判斷其是否為污染序列或同源序列，以保證所得DNA條形碼序列和物種信息數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。還收集了與DNA 條形碼對應(yīng)的樣品基本信息、憑證標(biāo)本采集信息等數(shù)據(jù)，作為保障DNA 條形碼序列真實(shí)性的可追溯信息。

圖1 部分魚類憑證標(biāo)本圖Fig.1 Specimen of some fish certificates

另一部分?jǐn)?shù)據(jù)從GenBank 數(shù)據(jù)庫中檢索收集，根據(jù)黃渤海魚類志等有記錄的參考資料，選擇基因名稱為“COI”、“CO1”、“COX1”的序列。采用BLAST進(jìn)行數(shù)據(jù)校正分析、構(gòu)建系統(tǒng)樹檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和Barcoding Gap 校驗(yàn)防錯等，以保證條形碼數(shù)據(jù)的可靠性。也將一并記錄魚類的分類階元、拉丁名、條形碼序列相關(guān)信息等。針對存在同源序列，筆者選取序列長度最長的一條序列作為DNA 條形碼使用。

1.2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

本信息平臺主要由以下三個數(shù)據(jù)庫組成：DNA條形碼數(shù)據(jù)庫、標(biāo)本數(shù)據(jù)庫和物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，三個數(shù)據(jù)庫采用統(tǒng)一的規(guī)范格式建立數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)形式不統(tǒng)一造成數(shù)據(jù)存儲、共享過程產(chǎn)生障礙。數(shù)據(jù)庫采用SQL server 服務(wù)開展存儲和檢索。其中，物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫以NCBI Taxonomy 數(shù)據(jù)庫的分類階元分類為基礎(chǔ)，同時借鑒參考《黃渤海魚類圖志》、FishBase（http://fishbase.org/）和國家水產(chǎn)種質(zhì)資源庫（http://zzzy.fishinfo.cn/）等構(gòu)建而成。每個物種作為一條記錄，擁有唯一明確的分類階元關(guān)系，以拉丁名作為唯一標(biāo)識和主鍵。物種的英文名、中文名、俗名、同種異名、形態(tài)特征、生態(tài)習(xí)性、地理分布和參考文獻(xiàn)等信息也將一并展示。本數(shù)據(jù)庫中，物種的拉丁名和分類地位作為必要信息出現(xiàn)。標(biāo)本數(shù)據(jù)庫展示課題組所采集樣品的詳細(xì)信息，包括拉丁名、憑證編碼、標(biāo)本保存位置、樣品照片、特征描述、提交者以及錄入時間等。本數(shù)據(jù)庫以物種拉丁名作為外鍵，并關(guān)聯(lián)于物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫的拉丁名。對于在標(biāo)本數(shù)據(jù)庫中，入庫編號、物種的拉丁名作為必要信息。DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫展示以上兩數(shù)據(jù)庫所對應(yīng)的DNA 條形碼，每條DNA 條形碼對應(yīng)唯一的物種信息。該數(shù)據(jù)庫包括物種拉丁名、英文名、中文名、DNA 編碼、序列長度、基因位點(diǎn)、物種序列二維碼、數(shù)據(jù)來源等。以物種拉丁名為外鍵，與物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫的拉丁名關(guān)聯(lián)。

1.3 共享平臺的模塊設(shè)計

搭建門戶網(wǎng)站是國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)開放和共享的主要方式之一。本系統(tǒng)包括三個模塊：（1）數(shù)據(jù)門戶模塊（面向用戶）：在網(wǎng)頁門戶展示項(xiàng)目進(jìn)展、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和新聞信息。用戶利用搜索框鍵入關(guān)鍵詞后可查詢數(shù)據(jù)庫中的物種文獻(xiàn)、標(biāo)本和DNA 條形碼序列信息。該模塊同樣支持通過魚類物種圖鑒瀏覽物種名錄，選擇感興趣的物種，查詢對應(yīng)的信息；（2）物種鑒定模塊（面向用戶）：針對開展了分子測序的樣品，分析其測序鋒圖，根據(jù)Q 值檢驗(yàn)單個堿基和雙向測序序列質(zhì)量，對比合成該測試樣品的線粒體COI 序列片段。將待鑒定序列與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同源比對，參考比對結(jié)果及閾值鑒定物種；（3）管理模塊（面向開發(fā)者）：執(zhí)行可視化數(shù)據(jù)平臺管理，后臺數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)入、增刪改、備份和日志維護(hù)等功能。

1.4 平臺框架的實(shí)現(xiàn)

基于CentOS 7.8.2003 x86_64 操作系統(tǒng)構(gòu)建的服務(wù)器服務(wù)以上三個模塊。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)門戶和物種鑒定的兩個功能，筆者采用“瀏覽器+服務(wù)器端”的架構(gòu)。用戶通過瀏覽器訪問服務(wù)器，檢索查詢信息和鑒定物種。服務(wù)器端以表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)訪問層、設(shè)計層進(jìn)行開發(fā)（圖2）。表現(xiàn)層包括信息檢索、物種鑒定和數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，利用PHP+sqlite 輕型數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)層功能；在數(shù)據(jù)訪問層的實(shí)現(xiàn)方面，數(shù)據(jù)門戶模塊通過SQLdb 連接服務(wù)器端的SQL Server 數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)支持內(nèi)容模型、多語言、自定義表單、篩選、多條件搜索，允許以物種拉丁名、物種學(xué)名、物種分類階元等為關(guān)鍵詞查詢標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集信息；在數(shù)據(jù)庫設(shè)計層中放入PHP 空間即可直接使用，可選mysql、pgsql 等數(shù)據(jù)庫，滿足各類存儲需求。

本研究采用高效、簡潔、兼容的模板標(biāo)簽，基于LayUI 的響應(yīng)式管理后臺，滿足各類設(shè)備隨時管理的需要，自主研發(fā)的高速多層框架及緩存技術(shù)，代碼整齊規(guī)范，便于二次開發(fā)（圖2）?；诘谌介_源代碼PHP QR Code 的編碼方式將各種魚類基于原物種拉丁名和COI 序列進(jìn)行編碼，將構(gòu)建信息平臺所使用的魚類DNA 條形碼提交至二維碼生成器，獲得各物種二維DNA 條形碼圖片。

圖2 信息平臺構(gòu)建框架Fig.2 The construction framework of the information platform

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范管理

黃、渤海魚類DNA 條形碼信息平臺包括物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫、標(biāo)本數(shù)據(jù)庫和DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫。物種名稱和基本信息將這三個數(shù)據(jù)庫緊密聯(lián)系在一起，建立“物種—標(biāo)本—DNA 條形碼”三者的相互對應(yīng)關(guān)系，達(dá)到利用DNA 條形碼清晰明確地反映對應(yīng)魚類物種信息的目的。本平臺數(shù)據(jù)中，一個魚類物種可能對應(yīng)多個樣品標(biāo)本，這是因?yàn)橥晃锓N所采樣品的形態(tài)和年齡存在差異，此外，樣品的采樣時間和地點(diǎn)亦可能不同。反之，由于遺傳信息的高度保守性，同一物種的多個樣品有且只有唯一的DNA 條形碼。目前，本標(biāo)準(zhǔn)庫已收錄309 個魚類物種的900 多條DNA 條形碼序列（圖3）。

圖3 以藍(lán)點(diǎn)馬鮫（Scomberpmprus niphonius）為例展示DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫檢索Fig.3 DNA barcode database retrieval is demonstrated taking mackerel Scomberpmprus niphonius as an example

標(biāo)本數(shù)據(jù)庫含有相對完整的相關(guān)采集信息和標(biāo)本信息，主要分為樣品編碼、分類階元、分布范圍、采樣地、一張或多張樣品照片等；物種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫主要介紹該物種的分類地位、別名、同種異名、分布、習(xí)性和形態(tài)特征等基本要素；DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫主要涵蓋了各種魚類的COI 基因序列，一部分由筆者采集到的魚類標(biāo)本通過實(shí)驗(yàn)得到的序列片段，另一部分是由NCBI、BOLD 等數(shù)據(jù)庫收集到且經(jīng)校驗(yàn)后的序列片段。雖然依靠自身采樣測序?qū)嶒?yàn)等所獲取的數(shù)據(jù)更加詳實(shí)可靠，但是在實(shí)際操作中，非習(xí)見種的采樣存在一定的困難和偶然性，所獲得的樣本數(shù)據(jù)量較小。因此，參考其他數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)充途徑是切實(shí)可行且必要，能夠有效彌補(bǔ)原有自建數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量不足的短板。

2.2 平臺客戶端

本平臺有兩種訪問模式，首先是網(wǎng)頁訪問模式，有黃、渤海魚類分類信息和DNA 條形碼數(shù)據(jù)使用需求的用戶可以訪問https://www.fishdna.com.cn/，該網(wǎng)站具有全面的信息查詢和檢索功能?？煞謩e在三個數(shù)據(jù)庫頁面中以魚類拉丁名即學(xué)名檢索物種信息，并通過頁面鏈接圖標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫切換（圖4）。黃渤海魚類DNA 條形碼信息平臺數(shù)據(jù)庫每隔2 周更新維護(hù)一次。新增加的樣品按照各子數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容要求上傳標(biāo)本信息、文獻(xiàn)分類信息和對應(yīng)的DNA條形碼序列。

圖4 黃、渤海魚類DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)成Fig.4 Composition of DNA barcode database of fish in the Yellow Sea and Bohai Sea

另一種訪問模式是通過手機(jī)瀏覽器訪問，借助移動終端平臺，用戶可以更加方便、快捷地進(jìn)行網(wǎng)頁瀏覽，隨時隨地查詢物種信息，項(xiàng)目成員則可以及時維護(hù)平臺、上傳和更新數(shù)據(jù)。本平臺的數(shù)據(jù)每3個月備份一次，保障數(shù)據(jù)避免丟失（圖5）。

圖5 手機(jī)瀏覽器訪問數(shù)據(jù)庫的可視界面Fig.5 Visual interface of mobile browser accessing database

2.3 物種鑒定系統(tǒng)

準(zhǔn)確高效地鑒定物種是構(gòu)建黃、渤海魚類DNA條形碼數(shù)據(jù)庫的高階目標(biāo)。需要鑒定物種的用戶訪問黃、渤海魚類DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫平臺，選擇目標(biāo)物種（圖6），完成數(shù)據(jù)檢索后下載，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，采用生物學(xué)軟件進(jìn)行序列比對和構(gòu)建系統(tǒng)關(guān)系樹。通過對比未知物種與目標(biāo)物種DNA 條形碼的相似度，判斷二者親緣關(guān)系。

圖6 以藍(lán)點(diǎn)馬鮫（Scomberpmprus niphonius）為例演示物種鑒定Fig.6 Species identification progress taking mackerel Scomberompurus niphonius as an example

2.4 黃渤海魚類二維DNA 條形碼流通監(jiān)管體系

黃、渤海魚類DNA 條形碼二維碼的建設(shè)分為DNA 條形碼序列的獲得和DNA 條形碼信息跨平臺轉(zhuǎn)換兩部分，包括DNA 提取、PCR 擴(kuò)增和測序等分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟以及序列拼接和二維碼轉(zhuǎn)換等生物信息學(xué)步驟，用戶可以通過掃描二維碼得到物種條形碼序列信息（600 bp 左右），將得到的序列與黃渤海魚類DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)物種序列進(jìn)行比對，即可獲知該魚的物種信息（圖7），通過以上操作可形成完整的二維DNA 條形碼監(jiān)管體系。

圖7 黃、渤海魚類二維DNA 條形碼流通監(jiān)管體系Fig.7 Two dimensional DNA barcode circulation supervision system of fishes in the Yellow Sea and Bohai Sea

3 討論

黃、渤海魚類生物DNA 條形碼信息平臺的網(wǎng)頁內(nèi)容和平臺設(shè)置具有較強(qiáng)的閱讀性，任何對黃渤海魚類感興趣的個人和單位均可通過該網(wǎng)址鑒定和查詢黃渤海魚類。通過用戶界面的簡單快捷操作，沒有專業(yè)分類學(xué)經(jīng)驗(yàn)的研究人員也能夠完成對黃渤海魚類的鑒定，充分實(shí)現(xiàn)整個鑒定過程的準(zhǔn)確、遠(yuǎn)程、便捷。黃、渤海魚類生物DNA 條形碼信息平臺的建立具有重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。首先，數(shù)據(jù)庫的不斷更新和整合能夠?qū)Σ澈ｔ~類DNA 條形碼進(jìn)行拾遺補(bǔ)缺，促進(jìn)魚類生物學(xué)的研究。其次，借助DNA 條形碼技術(shù)，能夠提供準(zhǔn)確的物種鑒定，及時發(fā)現(xiàn)瀕危種、新種和外來種等，助力黃、渤海區(qū)域漁業(yè)資源和生物多樣性的保護(hù)[19,20]。在魚類工廠化繁育和增殖放流過程中，能夠保證種質(zhì)資源的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，確保增養(yǎng)殖過程和放流過程的順利開展。最后，在生產(chǎn)生活中，黃、渤海魚類DNA 條形碼信息平臺的應(yīng)用能夠規(guī)范魚類制品加工、流通等環(huán)節(jié)，有效杜絕以次充好和以假亂真等現(xiàn)象[21]。

在通過DNA 條形碼鑒定物種的過程中，筆者根據(jù)Hebert 等[2]對動物界數(shù)萬種生物的COI 基因序列比較分析表明，98%的物種種內(nèi)遺傳距離差異為0%～2%[22]。因此，當(dāng)利用黃、渤海魚類DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫進(jìn)行鑒定時，只有當(dāng)查詢序列與參考序列通過生物學(xué)軟件比對后發(fā)現(xiàn)具有小于或等于2%的遺傳差異時，才能夠被認(rèn)定為是同一物種。

黃、渤海魚類DNA 條形碼信息平臺的建設(shè)也將隨著科技信息技術(shù)的發(fā)展而推進(jìn)。近幾年，大家所熟知的微信、APP 等成為各種信息服務(wù)平臺開展用戶使用交流的平臺，信息傳播和應(yīng)用過程中扮演了重要角色，而目前僅有電腦端和手機(jī)端兩種瀏覽器訪問模式。在今后的研究中，用戶通過以上平臺與筆者的信息平臺建立鏈接，無論是下載APP、關(guān)注公眾號或者使用微信小程序，都可以直接通過移動端進(jìn)行檢索。以上服務(wù)終端的運(yùn)營維護(hù)，能夠加快對平臺的宣傳，提高網(wǎng)站質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)共享和信息服務(wù)的便捷、準(zhǔn)確和穩(wěn)定，不僅可以推廣本研究平臺的使用，還能夠定期向用戶推送物種鑒定相關(guān)信息和文獻(xiàn)，將新物種、稀有物種、常見經(jīng)濟(jì)魚類等依次面向公眾進(jìn)行科普。為了促進(jìn)本平臺在國內(nèi)外的數(shù)據(jù)共享，幫助更多用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索和使用，筆者在網(wǎng)頁主界面中添加了NCBI 數(shù)據(jù)庫、中國動物主題數(shù)據(jù)庫、世界魚類數(shù)據(jù)庫和BOLD 等數(shù)據(jù)庫鏈接框，以便用戶參考比對。同時，在后續(xù)的網(wǎng)頁設(shè)計和數(shù)據(jù)更新中還將設(shè)計中英文對照界面或增設(shè)網(wǎng)站英文版。

目前，本平臺條形碼數(shù)據(jù)僅限于物種的線粒體COI 序列，物種的鑒定方法只支持COI 基因的檢索下載?，F(xiàn)有研究表明，只依靠單一的條形碼基因往往不能準(zhǔn)確鑒定區(qū)分一些特定物種[23]。針對這一問題，在后續(xù)的研究中，本平臺將開展多基因條形碼鑒定，補(bǔ)充16S rRNA、12S rRNA、D-loop、cyt b 和核基因等作為新的DNA 條形碼序列，不斷豐富數(shù)據(jù)類型、充實(shí)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)一步提高物種鑒定的準(zhǔn)確度，滿足不同類型研究的需求。在后期的數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，需要加大對于黃、渤海不常見魚類、易忽視類群、形態(tài)鑒定極易混淆類群的條形碼信息采集力度，增加條形碼信息的覆蓋度，同時持續(xù)性地增加單一種類不同地理群體樣本條形碼的數(shù)量，為進(jìn)一步發(fā)掘黃、渤海魚類的物種遺傳多樣性，更深層次地尋找分布規(guī)律，更好地開展魚類生態(tài)學(xué)、分子系統(tǒng)地理學(xué)研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和良好平臺。

對于黃、渤海魚類的生產(chǎn)應(yīng)用而言，保證種質(zhì)極為重要，二維碼DNA 條形碼技術(shù)能通過溯源監(jiān)控物種的真實(shí)性，通過DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫比對和鑒定，確保甄別物種的準(zhǔn)確性，避免因不易區(qū)分的物種混淆而造成不必要的經(jīng)濟(jì)糾紛，保證消費(fèi)者的切身利益。該數(shù)據(jù)庫也可為水產(chǎn)品養(yǎng)殖公司定制專屬鑒定系統(tǒng)，提供企業(yè)所經(jīng)營物種的二維DNA 條形碼，對各養(yǎng)殖場和苗種繁育基地進(jìn)行標(biāo)示，便于企業(yè)統(tǒng)一管理和經(jīng)營。食品采購商在購買海洋魚類時，通過掃描水產(chǎn)養(yǎng)殖公司提供的二維碼即可了解商品的基本信息（包括產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、種類、加工方式等），同時還能夠通過DNA 條形碼信息辨別真?zhèn)?，尤其適用于失去形態(tài)結(jié)構(gòu)的初加工魚制品，真正實(shí)現(xiàn)“掃一掃，知真假”。同時，還可以實(shí)地抽檢，以便二次核實(shí)。超市、水產(chǎn)品交易市場等可使用二維碼對其經(jīng)營的魚類冷鮮食品進(jìn)行歸類整理，避免標(biāo)識錯誤或地方名、俗名不統(tǒng)一的情況發(fā)生。隨著生物信息新技術(shù)和新方法的誕生和應(yīng)用，DNA 條形碼技術(shù)在未來仍將持續(xù)發(fā)展，成為海洋生態(tài)學(xué)和海洋生物保護(hù)學(xué)重點(diǎn)研究內(nèi)容。本平臺的建設(shè)將為黃、渤海魚類理論研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可靠的信息服務(wù)和技術(shù)支持。