研究發(fā)現(xiàn)eDNA可以幫助檢測彩虹魚氣味 _eDNA

研究結(jié)果：2017年4月，在氣味溪和約克河，用eDNA濃度（拷貝數(shù)/L）繪制了每一次PCR復(fù)制的成年氣味魚捕獲量。資料來源：BMC生態(tài)與進(jìn)化（2022）。DOI:10.1186/s12862-022-02073-y
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（作者：緬因大學(xué)）：對于新英格蘭的垂釣者、消費(fèi)者和海洋生態(tài)系統(tǒng)來說，Searun彩虹魚是一種具有文化和生態(tài)價(jià)值的魚類，其數(shù)量正在下降。然而，在緬因州，很難確定這種下降的程度。錫倫胡瓜魚很容易錯(cuò)過，因?yàn)樗鼈冎辉诿磕甏禾斓膸讉€(gè)寒冷潮濕的夜晚從較深的水域進(jìn)入沿海產(chǎn)卵溪流，并在清晨離開溪流。
在一項(xiàng)新的研究中，緬因大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，收集和分析環(huán)境DNA（eDNA），即生物體在其環(huán)境中脫落的DNA片段，可以幫助以更高的準(zhǔn)確性、效率、安全性和成本效益檢測彩虹氣味的存在。這也可能有助于其他稀有、短暫魚類的調(diào)查。
作為對這項(xiàng)研究結(jié)果的回應(yīng)，緬因州海洋資源部將開始使用eDNA和UMaine領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)的策略，在2023年春季使用它來調(diào)查幾條錫倫河。
彩虹魚的傳統(tǒng)監(jiān)測方法包括用魚網(wǎng)捕捉溪流中的彩虹魚，或目視搜索沉積在巖石上的產(chǎn)卵魚或卵。隨著魚類越來越稀少，這可能是一項(xiàng)艱巨的野外工作。為了從河流和溪流中獲得eDNA，科學(xué)家可以在白天采集水樣，而無需專門的野外裝備或直接接觸魚類。
然后，研究人員使用一種稱為定量聚合酶鏈反應(yīng)（qPCR）的方法來分離他們想要研究的DNA，該方法與檢測新冠肺炎的工具相同。通過對水樣的實(shí)驗(yàn)室分析，eDNA的qPCR檢測可以揭示一個(gè)物種在哪里，何時(shí)在那個(gè)位置，以及當(dāng)時(shí)有多少。
同時(shí) ， eDNA只能在生物體離開河流或溪流后的有限時(shí)間內(nèi)獲得，因?yàn)榱鲃?dòng)的水最終會(huì)稀釋并將其沖出系統(tǒng) 。因此，確定用于調(diào)查彩虹氣味的最佳eDNA收集策略成為UMaine領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查的一部分。
通過調(diào)查約克河系統(tǒng)的兩個(gè)地點(diǎn)，該小組發(fā)現(xiàn)，在一次產(chǎn)卵事件發(fā)生后8–13天，eDNA樣本可以被檢測到，這比視覺或網(wǎng)絡(luò)調(diào)查所分配的時(shí)間要長得多。然后，該團(tuán)隊(duì)在一個(gè)月內(nèi)對卡斯科灣周圍的四個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了多次調(diào)查，之后他們確定，每個(gè)地點(diǎn)采用三個(gè)采樣事件，每個(gè)事件采用三個(gè)樣本，每個(gè)樣本采用六個(gè)qPCR重復(fù)，從而獲得了90%以上的綜合檢測能力。
緬因州DMR科學(xué)家Danielle Frechette表示：“DMR很高興能夠應(yīng)用eDNA技術(shù)，幫助我們在今年春天掌握緬因州溪流中的胡瓜種群的脈搏。” 。“這一結(jié)果將補(bǔ)充我們沿海社區(qū)科學(xué)家對胡瓜魚產(chǎn)卵的視覺觀察，并有助于我們確定胡瓜魚恢復(fù)項(xiàng)目的地點(diǎn)，更好地了解氣候變化可能如何影響胡瓜魚。”
這項(xiàng)研究由沃恩·霍姆斯（Vaughn Holmes）領(lǐng)導(dǎo)，在他還是生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)碩士生時(shí)，他與研究生顧問、緬因州環(huán)境遺傳中心主任邁克爾·金尼森（Michael Kinnison）合作進(jìn)行了這項(xiàng)研究；日內(nèi)瓦約克，UMaine環(huán)境DNA核心實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理；以及威爾斯國家河口研究保護(hù)區(qū)管理主任雅各布·阿曼。該小組的研究結(jié)果發(fā)表在《BMC生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》雜志上。
霍姆斯說：“隨著該方法在地平線上的廣泛應(yīng)用，我渴望看到eDNA成為簡化緬因州溯河產(chǎn)卵魚類調(diào)查工作的支柱。” 。
這項(xiàng)研究是2019年啟動(dòng)的緬因州五年eDNA計(jì)劃的一部分。
緬因州eDNA聯(lián)合首席研究員Kinnison表示：“eDNA已經(jīng)真正成為自然資源監(jiān)測和管理的工具。” 。“它不僅是一個(gè)強(qiáng)大的調(diào)查工具，而且非常方便。幾乎任何人都可以接受培訓(xùn)來采集水樣，我特別興奮eDNA如何讓更多來自各行各業(yè)的人參與監(jiān)測他們關(guān)心的物種和棲息地。”