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eDNA监测方法标准化框架及未来图景

文献类型： 中文期刊

作者： 杨海乐 1 ; 张辉 1 ; 杜浩 1 ;

作者机构： 1.中国水产科学研究院长江水产研究所

关键词： 环境DNA;生物信息;生物多样性监测;标准化

期刊名称： 湖泊科学

ISSN： 1003-5427

年卷期： 2023 年 35 卷 001 期

页码： 12-31

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： eDNA(environmental DNA)是指从环境样品(水体、土壤、沉积物、空气、混合物等)中提取的DNA,是各种生物的DNA混合物,区别于传统从单物种样品中提取的DNA.eDNA监测是指从环境样品中提取DNA,用物种特异性引物或特定DNA metabarcoding引物对其进行扩增测序、分类学分析、相对丰度分析、功能预测等,以监测环境中是否存在某特定物种,或者获得环境中物种组成、群落结构、生态功能等相关信息.eDNA监测主要应用在特定物种监测检出、生物多样性调查评估、群落结构和功能分析、生态系统过程分析评估等领域.eDNA监测可以应用在陆地、水体、空气、器物表面、生物(内)表面等任何有可能存在不确定DNA的场景.因为eDNA监测的非侵入性、灵敏检出、大类群检出、易标准化方法与结果、低人力物力时间成本、结果可核查等特点,未来很有希望发展成为一种常规的物种监测、群落功能预测、生态过程分析的方法,对象可涵盖所有生境条件下的所有生物类群.但要实现这个图景,需要从普遍性和特殊性层面完成eDNA监测技术链条中10个关键环节的技术标准化:样品重复数设计、采样时间设计、采样点设计、采样方法设计、样品前处理、样品保存、扩增引物选择、DNA提取—扩增—测序—分析程序、序列比对注释、监测结果后评估.目前来看,10个环节的标准化基本不存在理论上的困难,并且一部分支撑标准化的研究已经启动,甚至一部分标准化的组织工作已在推进,在未来数年内有望完成关键知识、关键数据的积累,推动eDNA监测成为长期性周期性常规生态监测内容,支撑渐行渐近的数据驱动型科学研究和生态管理.

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