eDNA监测方法标准化框架及未来图景

学术综述

作者：

杨海乐1 张辉1 杜浩1 杨海乐*1

作者单位：

1. 中国水产科学研究院长江水产研究所，农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室

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。

关键词：

环境DNA生物信息生物多样性监测标准化

刊期：

2023，1（35）

所属栏目：

综述

基金资助：

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2021JC01,YFI202201)

分类号：

X835

DOI：

10.18307/2023.0100

页数：

页码：

12-31

来源期刊

湖泊科学