上海海洋大學(xué)教授李晨虹團(tuán)隊為為環(huán)境DNA（eDNA）定量技術(shù)的應(yīng)用提供了新思路，有望提升eDNA在物種監(jiān)測、生態(tài)評估及生物多樣性研究中的應(yīng)用精度，未來可進(jìn)一步拓展至更廣泛的生境和目標(biāo)物種，并優(yōu)化其在實際生態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用策略。2月6日，相關(guān)研究以封面文章的形式發(fā)表于《分子生態(tài)資源》。
eDNA是指生物體釋放至體外環(huán)境中的DNA 片段，借助eDNA進(jìn)行生物監(jiān)測，是一種高效、靈敏且對生物無損傷的技術(shù)手段，在生物多樣性評估、瀕危物種保護(hù)以及入侵生物監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。然而，eDNA 濃度與環(huán)境中生物量之間的相關(guān)性較弱，eDNA技術(shù)只能判斷“有沒有魚”，很難說清楚“有多少魚”。
研究團(tuán)隊從基因序列差異的角度入手，探討eDNA 與物種數(shù)量之間的關(guān)系。具體而言，環(huán)境中同一物種的不同個體DNA 序列會出現(xiàn)一定程度差異，個體數(shù)量越多，序列差異越大。
研究人員首先通過模擬數(shù)據(jù)驗證分離位點數(shù)量在eDNA定量分析中的可行性。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，在三種不同突變頻率的模擬數(shù)據(jù)中，分離位點數(shù)量與序列數(shù)量均呈現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)性，且基因突變頻率越高，該相關(guān)性越強(qiáng)。
經(jīng)過對比篩選，研究團(tuán)隊決定選用具有較高的遺傳多樣性，并且易于飼養(yǎng)的矛尾刺蝦虎魚開展進(jìn)一步實驗。結(jié)果顯示，相較于DNA拷貝數(shù)，分離位點數(shù)量與樣本個體數(shù)之間的正相關(guān)性更強(qiáng)，表明“差異點數(shù)”與魚的數(shù)量匹配度顯著高于傳統(tǒng)DNA濃度法，且不受魚是否進(jìn)食、體型胖瘦的影響。
李晨虹表示，團(tuán)隊開發(fā)的基于分離位點數(shù)的eDNA定量方法，優(yōu)于當(dāng)前主流的eDNA拷貝數(shù)法，不受物種體型、攝食行為等環(huán)境變量的干擾，能夠更加穩(wěn)定、精準(zhǔn)地評估目標(biāo)物種的數(shù)量。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/1755-0998.14076
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