一瓶湖水可以干什么?除了浇花养鱼,其中的eDNA还可以告诉我们湖泊里有多少种动植物,绘制湖泊的生物多样性图谱,监测湖泊生态健康。
环境DNA(Environmental DNA)宏条形码(metabarcoding)技术只需舀一瓢水,便可捕获生物遗留在水样中的遗传物质(eDNA),通过高通量环境基因检测,可识别湖泊中的生物多样性,实现生物监测的无创化、快速化和标准化。该方法已被应用于生态环境中各生物类群的监测和评估。然而,目前尚缺乏对该方法的标准化和规范化研究,严重限制了其在可考核的生态环境监测体系中的应用与推广。
精准度是衡量监测技术结果可靠性的重要指标,包括精确性(重复性)和准确性(真实性),精确性指测量值之间的偏差,准确性指测量值和真实值之间的差距。由于真实环境中的生物多样性未知,因此多用精确性来反映生物多样性监测方法的可靠性。建立eDNA宏条形码生物监测技术的精准度评价方法,是实现eDNA生物监测数据的质量控制和标准化的前提。
本研究以高原湖泊滇池和抚仙湖北为研究对象,建立eDNA宏条形码监测湖泊真核浮游植物的标准化流程和精确性评价方法,揭示滇池和抚仙湖真核藻类多样性的空间分布差异。
本研究结果表明,eDNA具有(1)高精准性,同一个点位采集的三瓶水之间序列的重复性大于90%,Alpha多样性指数的CV值小于10%,生物重复性高;(2)和形态学的高一致性,滇池和抚仙湖北分别鉴定出真核藻类75属和90属,覆盖本地历史记录形态学物种的62.5%和71.05%;(3)高分辨率,eDNA显著区分不同区域的藻类多样性,抚仙湖北>滇池南>滇池中/北。本研究探究并验证eDNA 宏条形码技术监测湖泊真核浮游植物多样性的可行性,将促进eDNA宏条形码监测技术推广与应用。
相关研究结果发表于《环境科学》2021年第42卷第2期。
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