manbext体育官网_舀勺海水都知道 环境DNA或成生物多样性调查新途径

本文摘要:环境DNA在海洋生物多样性研究中可以发挥很大作用。

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环境DNA在海洋生物多样性研究中可以发挥很大作用。照片来源:DFO Science不仔细观察捕鱼或潜水,而是从海里的杯子里喝一杯水,就能知道最近有什么鱼在附近吃了。

什么新鲜技术?阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure(美国电视剧),20世纪80年代,环境DNA的概念首次被明确提出,用于研究陆地动物的食性或淡水环境的微生物组成等。今天,科学家们有一个雄心勃勃的计划,用环境DNA调查海洋的生物多样性。2018年在美国洛克菲勒大学举行的第一次海洋环境DNA会议主张,在监测渔业、濒危物种时,应“充分利用”海水中的环境DNA。

可以从海水中提取的遗传信息,例如海洋生物掉落的皮肤细胞、鳞片等组织都属于环境DNA,可以得到准确的物种识别帮助。比如,告诉人们海里有什么动物,环境DNA告诉人们吃稀有食用鱼类的地方,哪些水域可能没有污染。

(约翰肯尼迪,吃的)但是厦门大学海洋地球学院教授郑素雄对《中国科学报》说:“这是一种庸俗的技术,但还没有太多的不足。”告别拖网2017年夏天,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)东北部渔业科学中心研究员刘元在纽约州和康涅狄格州之间的长岛湾收集了近30份海水样品。这里是著名的牡蛎产地,很多渔民把装有牡蛎的笼子放入海水中养殖,这些笼子不碰很多鱼。与此同时,附近还有岩石、冷水、珊瑚等天然海底结构,为附近鱼类提供栖息地。

养殖牡蛎的笼子和天然珊瑚岩石分别代表人工和天然的海底结构,它们不是有更不同的鱼类吗?这是刘源收集海水样品的目的。她采样的两个网站之间的间隔约为2000米,用传统的拖网调查并不现实。

“在这么小的范围内不太可能找到明显的差异。”刘元说。通过识别海水样品的环境DNA可以找到线索。

柳源和合作者对收集的样品进行测序分析,并将获得的遗传标记与数据库进行比较,确实更加关注一些鱼类有天然结构的海底,样品收集3个月来,鱼群的组成随着时间的推移发生了很大的变化。包括海洋生物多样性,鱼群迁移阶段……事实上,一杯水比关掉轻便的渔网节奏要轻快得多。而且,在珊瑚礁等鱼群种类非常丰富的地方,要找到更方便、更环保的调查方法。以认识海洋生物多样性为例,用传统的捕鱼手段,研究人员可以在同一海域捕捉约20种不同的鱼。

但是使用环境DNA,在同一水域可以检测到100多种物种。如果能收集更多持续的样品,与传统调查方式得出结论的结果进行比较和验证,随着时间的推移,环境DNA技术可能会沦落为钓鱼、拖网、潜水等方法。新型海洋生物多样性调查器“我们可以从一些水杯中了解到一群鱼的信息,这在环境和经济方面都有重大意义。

”洛克菲勒大学的生物信息和遗传学家马克斯托克这样评价了环境DNA技术的应用前景。更强大的测序技术DNA作为遗传信息不存在于生物的所有细胞中。早在1990年前后,研究人员就利用环境DNA识别水中的微生物。2003年,环境DNA首次用于检查检查样本中是否有大生物(指肉眼可见的生物)。

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2010年前后,研究人员越来越多地将环境DNA技术引入海洋调查。通过精密的过滤器,研究人员可以从水体样本中提取物种DNA。

海水样品可以包含数千万个以上的DNA片段,每个物种能装载的DNA都是独一无二的。(阿尔伯特爱因斯坦,北方Exposure,海水)。将样品中获得的基因标记序列与DNA数据库中的序列进行比较,似乎在通讯簿中找到了适当的电话号码,确认分析的DNA来自哪个物种。

分析环境DNA常用的方法还包括定量聚合酶链式反应技术(PCR)和基于痛苦测定顺序的宏条码技术。以前,测量海水的DNA不仅费用低廉,还需要很长时间。随着基因测序技术的发展,可以发现水里某些生物的DNA不像以前那么便宜,效率低下。例如,在识别特定物种的非常丰富程度时,环境DNA的分析结果可以在样品收集后几天内得出结论,对特定物种的分析甚至可以在24小时内得出结论。

斯坦福大学海洋生物学家Barbara Block和其他研究人员正在利用环境DNA追踪大白鲨在海洋中的踪迹。利用纳米孔测序技术,他们可以在48小时内确认大白鲨是否捕食过。

但是对某些基因进行测序是一个不太需要的过程。“生物的整个DNA装载的信息量相当大。只要选择其中一个,就可以判断物种的种类,但必须考虑自由选择哪些基因。

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”刘元告诉他是《中国科学报》。例如,COI基因是最常见的标准条形码基因,目前拥有最丰富的参考序列数据库,对物种的检查特异性很高,但可能足以包含高度的多样性。

成为主流技术门槛的郑素雄表示,要想知道《中国科学报》、环境DNA在2020-03-08中充分发挥实力,就必须满足“水域样品中能否成功提取所有目标生物的DNA,测序结果能否在DNA数据库的序列中找到参考”等前提条件。与人掉进房间的皮肤细胞不同,鱼类或其他海洋生物掉落的皮肤组织不受水流、温度、酸碱等因素的影响,在短时间内溶解和水解,因此从水体样品中提取所需的物种DNA具有一定的可玩性。另一方面,如果DNA数据库没有全面、高质量的序列储备,即使从海洋中提取环境DNA,也不能说“巧妇难为无米之饭”。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure(美国电视),女性)“有时将测试结果与数据库相比,得出‘未知’的结论,答案是未知的吗?也许传统的物种检查学家需要和环境DNA的研究人员一起工作,DNA数据库需要扩展。

”刘元响应。对政府部门和项目资助者来说,环境DNA与传统研究方法有何不同,环境DNA的利用能否超过更有效的水平,例如,不仅可以测量特定地区有多少鱼,还可以进一步确认这些鱼的生物量。“但是这件事的影响因素太多,季节、水温、水深、风的大小、水的变化等都会影响生物量的估计。

”郑素雄响应。也许与更多学科的研究人员合作,可以分阶段解决这些问题。

刘元提到了一些构想。“例如,环境DNA的研究人员需要与研究海洋物理学的科学家合作,了解海洋中的水是如何流动的,将海水中各种简单的化学和物理过程融合在一起,为环境DNA留在水域的时间建立准确的模型。

”不管怎样,环境DNA研究更加引人注目,郑素雄坦言,近两年来,与环境DNA相关的项目申请者人数明显相反。但是这项技术能否成为未来的主流,需要用更好的时间和经费来验证。

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