水生所关于环境DNA监测技术标准化、自动化及应用取得新进展

　　

随着生物多样性保护和可持续管理需求的日益增长，环境DNA（eDNA）监测技术已成为生态研究和物种保护的重要工具。中国科学院水生生物研究所何舜平研究员团队联合北京大学姚蒙副研究员近期在《SCIENCECHINA Life Sciences》杂志上发表综述文章，深入探讨了eDNA监测技术的标准化、自动化及其在水生生态系统中的应用。同时，团队在东湖进行了一项实证研究，验证了eDNA技术在实际监测中的应用效果，相关论文发表在《Water》杂志。

综述文章概述了eDNA监测技术的基本原理，即通过分析水体等环境样本中的微量DNA等来检测和量化各种生物的存在。详细介绍了当前eDNA采集和检测技术的综合概述，强调了在水生生态监测中实现标准化和自动化的必要性（图1、图2）。探讨了水体环境的复杂性，从溪流到深海，以及这些环境对eDNA捕获和分析所带来的挑战。文章还讨论了eDNA监测中的新兴技术，如CRISPR-Cas和纳米孔测序，这些技术使得精确和快速的生物多样性检测成为可能（图3）。文章中特别提到了由团队研发的Tri-Mode eDNA Sampler（图4），这是一种创新的eDNA采样设备，能够根据需要切换不同的操作模式，提高了采样的灵活性和效率。文中还提到了该团队与多个团队联合建设的水生生物eDNA数据库（AeDNA，http://aedna.ihb.ac.cn/），旨在实现水生生物的调查、监测、追溯和预警的综合能力。

在东湖的实证研究中，科研团队使用Tri-Mode eDNA Sampler采样方法、AeDNA数据库及其配套分析方法，对东湖中的鱼类群落进行了监测。检测到了隶属于16个科、36个属的共51种鱼类，揭示了不同采样地点之间群落结构的差异，验证了设备的性能和方法的可重复性。

这两项研究的结合，不仅展示了eDNA监测技术的理论进展，也证实了其在实际生物多样性评估中的有效性。该团队的工作为生态监测领域提供了新的视角和工具，对于推动环境保护和可持续发展具有重要意义。

图1 水生态eDNA监测的三类方式

图2 水生态eDNA监测应用的新设备

图3 新检测技术在eDNA研究中的应用

图4 Tri-Mode eDNA Sampler

中国科学院水生生物研究所博士后陆苏祥为综述文章第一作者，中国科学院水生生物研究所何舜平研究员与北京大学姚蒙副研究员为综述文章共同通讯作者。

综述文章链接：

https://doi.org/10.1007/s11427-023-2493-5

研究文章链接：

https://www.mdpi.com/2073-4441/16/5/631