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      使用eDNA測序來調(diào)查池塘雜草的多樣性
      
			
      
				2019-04-01 14:27:50
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      生物多樣性的生態(tài)調(diào)查提供了關(guān)于物種發(fā)生和生態(tài)系統(tǒng)健康的基本基線信息，但可能需要大量的勞動力和生物分類專業(yè)知識才能開展。然而，由于近年來高通量DNA測序的成本急劇下降，來自環(huán)境樣品(eDNA)的DNA已成為生物多樣性數(shù)據(jù)的成本效益來源。在最近一期植物科學應(yīng)用報告中，圭爾夫大學的Maria Kuzmina博士及其同事們展示了用于鑒定水生植物多樣性的eDNA測序的可行性。
      

      使用eDNA測序來調(diào)查池塘雜草的多樣性
      

      傳統(tǒng)上，生物多樣性的生態(tài)調(diào)查需要分類專家和經(jīng)過培訓的非專家進行數(shù)小時的艱苦工作，為物種確定大量標本基于形態(tài)學的水平。一旦設(shè)計了eDNA測序研究，添加更多的eDNA樣本相對簡單且便宜，因此該方法提供了通過傳統(tǒng)方法以非常昂貴的規(guī)模識別物種的能力。這使得有可能以更低的成本生成關(guān)于哪些物種居住的更多數(shù)據(jù)。然而，人類分類學專業(yè)知識仍然是這個等式的關(guān)鍵部分。根據(jù)Kuzmina博士的說法，雖然“eDNA在生態(tài)監(jiān)測方面肯定會越來越具有成本效益，但它永遠不會取代專家來準確識別單個標本。這兩種方法存在于兩個不同的維度，理想情況下相互補充。”
      

      測序eDNA提出了自己的挑戰(zhàn)。正如Kuzmina博士所解釋的那樣，“實驗需要采取一切預防措施，以防止外界污染，采取消極控制措施，并對結(jié)果進行深思熟慮的解釋。”為了產(chǎn)生有意義的結(jié)果，必須明智地選擇要測試的DNA標記物。大多數(shù)eDNA測序研究都集中在動物或微生物多樣性上，因為植物可能是一個棘手的目標。這是因為沒有通用的植物DNA標記可以應(yīng)用于大量植物物種，并且仍然可以有效地識別物種水平的樣品。
      

      然而，Kuzmina博士及其同事設(shè)計他們的研究來調(diào)查較窄的分類范圍，僅關(guān)注池塘家庭(Potamogetonaceae)。這種設(shè)計有效地使得缺乏通用植物DNA標記成為現(xiàn)實，同時提供有關(guān)池塘多樣性的生態(tài)學相關(guān)信息。“我們的目標是設(shè)計一種可用于檢測稀有或瀕臨滅絕的池塘草種的方法，”Kuzmina博士說。“縮小搜索范圍使得方法更加靈敏，對結(jié)果的解釋更加可靠。”
      

      除了易處理的DNA標記外，Pondweeds是eDNA測序的理想候選者。它們很難根據(jù)形態(tài)確定物種水平，依賴于微觀特征并需要大量專業(yè)知識，并且經(jīng)常生活在難以進入的水生棲息地。浮萍也可用于棲息地分類，是水生生態(tài)系統(tǒng)健康的重要生物指示劑，因為不同的物種適應(yīng)不同的水溫和化學成分。此外，7種北美池塘蚯蚓是瀕臨滅絕的物種，其中包括安大略省的兩種，這項研究是在這里進行的。
      

      “在更廣泛的應(yīng)用中，池塘物種的組合可以用作淡水生態(tài)系統(tǒng)的'指紋'，表明水的質(zhì)量，并顯示該系統(tǒng)如何適用于其他淡水生物，如魚類和無脊椎動物，”Kuzmina博士解釋說。這項研究發(fā)現(xiàn)，在安大略省罕見的慈善研究儲備中，池塘草的多樣性被低估了，并且發(fā)現(xiàn)了三種以前未知的池塘草的存在。
      

      對DNA進行測序是一種很有前途的途徑，可以提供大量關(guān)于物種出現(xiàn)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。目前正在改進這些方法以回答特定問題，例如檢測瀕?；蛉肭治锓N，或作為水或土壤質(zhì)量的生物指示物。在這項研究中，Kuzmina博士及其同事表明，對池塘等特定植物群進行有針對性的eDNA測序可以產(chǎn)生重要的生態(tài)信息。
      
			

			
        
      
			
      
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