长江中下游环境DNA宏条形码生物多样性检测技术初步研究

长江生物多样性在人为影响下面临严重威胁,物种监测是生物多样性保护的基础,为完善长江水生态监测体系,实现高效无损伤的物种监测,在长江中下游干流3个江段（新滩、安庆和芜湖）采集水样,建立长江水样环境DNA宏条形码物种检测体系并评估其有效性.结果表明:①长江中下游环境DNA宏条形码检测到32个物种,包括20种鱼类、1种水生哺乳动物（长江江豚）和11种陆生动物,其中鱼类物种包括鲤形目、鲇形目、鲈形目和鲱形目,其种数占鱼类总种数的比例分别为60%、25%、10%和5%.②长江中下游渔获物中资源量居首位的鲤形目在环境DNA调查中序列数最多,占鱼类总序列的96.2%,其次为鲱形目（占比为3.5%）,鲇形目和鲈形目占比较低,分别为0.2%和0.1%,4个类目序列相对丰度与渔获物种资源量组成差异较大.③环境DNA调查次数约占传统渔获物调查次数的几十至几百分之一,采样时间不足努力量最少的渔获物调查的1%,检测到的鱼类种数为传统调查总数的31%~49%.④安庆采样点位于长江中下游长江江豚密度最高的江段,其环境DNA检出率和序列相对丰度在3个采样点中均最高.研究显示:长江水样环境DNA包含水陆复合生态系统的生物多样性信息,利用水样环境DNA宏条形码可检测不同类群的水生和陆生物种;对于鱼类物种检测,环境DNA宏条形码比传统调查方法效率更高,可对传统调查结果进行补充;环境DNA宏条形码生物多样性检测主要受分子标记体系和核酸序列数据库限制,获取全面的物种多样性和资源量信息需要对检测分析方法进行进一步完善.      

基于环境DNA宏条形码的青岚湖自然保护区鱼类组成及分布特征

为探究在不同引物、不同参考数据库下环境DNA技术检测结果的差异,于2021年4月,采用环境DNA宏条形码技术分析了青岚湖鱼类多样性。选取16S rRNA及Cytb 2种引物,NCBI及本地数据库2种数据库,分别进行比对注释。结果表明:在青岚湖29个采样点中,共检测到7目15科43属64种鱼类,其中在16S-NCBI情形下获得4目9科19属20种鱼类,在16S-本地数据库情形下获得6目13科27属38种鱼类,在Cytb-NCBI情形下获得4目6科16属19种鱼类,在Cytb-本地数据库情形下获得2目5科15属20种鱼类。在青岚湖29个采样点中,鱼类更多地分布于湖面宽阔的中间地带(如S31附近),且南部较北部更少,鱼种的分布呈现一定的空间相似性。就研究区域而言,选择16S rRNA引物及本地数据库可以获得更全面的鱼类物种。通过与青岚湖鱼类历史数据比对发现,环境DNA技术在研究区域具有较强的适用性,如能选择适当的引物和本地数据库,可以更全面地反映研究区域的物种组成情况。     

生活必需品现场保障数据系统的设计与实现

生活必需品现场保障数据系统是面向我国重特大灾害事件应急救灾物资保障的重大需求,以水、食品、生活用品等生活必需品应急物资为研究对象,针对生活必需品应急保障装备和技术平台支撑不足的问题,开发了生活必需品保障专用系统。该系统基于ASP.Net、RFID、二维条形码、ANDROID终端开发平台等多种信息化和网络化技术手段,实现了生活必需品出入库管理、库存信息统计分析、补给物资物流信息跟踪、需求信息辅助生成、保障对象管理和物资分配模型管理、物资分配方案辅助生成等功能。该系统在物资库存管理的基础上,通过对库存信息进行统计、对预计消耗信息进行基于模型的分析、对预计货物补充信息进行跟踪,对需求报送信息进行辅助生成,实现了对生活必需品库存变化的全过程进行跟踪,并可以通过在一定范围内动态调整物资分配模型,动态调整需求报送数量实现了对生活必需品库存的优化管理。生活必需品现场保障数据系统面向灾害现场的生活必需品物资存储与分配管理,并且与商务部门的后台物资调度系统无缝整合,成为全国应急生活必需品物资保障大平台的重要组件。     

环境DNA(eDNA)宏条形码技术对枝角类浮游动物物种鉴定及其生物量监测研究

环境DNA(eDNA)宏条形码(Metabarcoding)技术越来越多地被应用于环境中物种定性识别,但如何定量监测物种在环境中的丰度尚未得到解决。本研究以太湖流域常见的5种浮游动物拟同形溞、大型溞、蚤状溞、多刺裸腹溞、老年低额溞为研究对象,建立了一种基于eDNA宏条形码技术的物种定量方法,并与实时荧光定量PCR(qPCR)相比较,研究了eDNA宏条形码技术多物种定量的准确性。结果表明,PCR引物对eDNA宏条形码的物种检测和定量影响显著。313 bp COI313引物对浮游动物物种覆盖度高,但是物种间DNA扩增的偏好性大,不适用于eDNA宏条形码定量检测。基于COI序列重新设计的短COI116引物能够同时检测出所有5个物种。荧光定量PCR(qPCR)物种拷贝数与物种相对占比呈正相关。eDNA宏条形码所检出每个物种的序列数与qPCR定量拷贝数高度一致。综上,eDNA宏条形码技术可实现对浮游动物物种的半定量检测,在生物多样性监测和生物完整性评价有显著的应用价值。     

浮游动物DNA宏条形码标志基因比较研究

DNA宏条形码技术作为一种新型生物监测方法,在未来生态环境监测中有巨大的应用潜力。目前,浮游动物DNA宏条形码监测仍在发展阶段,需要首先对其(采样方法、引物选择和数据分析等)进行标准化和调整,然后才能用于常规流域生态监测。其中,如何选择合适的PCR扩增引物是DNA宏条形码生物监测标准化的关键问题之一。本研究比较了COI、18SV9和16S通用引物在浮游动物DNA宏条形码监测中的差异,为初步建立规范化的浮游动物DNA宏条形码监测方法提供技术支撑。结果表明,16S引物对浮游动物具有更好的特异性,其产生的操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)有88.1%属于浮游动物。虽然18SV9引物具有更高的物种覆盖度,不仅能扩增出浮游动物,还能扩增出大量藻类和真菌,但其物种识别敏感性较差,不适合浮游动物物种水平多样性监测。COI引物的浮游动物物种特异性、物种覆盖度和物种识别敏感性都适中,检出的浮游动物物种数量高于18SV9引物和16S引物,更加适合浮游动物DNA宏条形码监测。     

DNA条形码识别 Ⅵ：基于微型DNA条形码的果实蝇物种鉴定

选用双翅目实蝇科12属36种55个样本为材料,将其DNA条形码(mtDNACOI基因648 bp)与微型DNA条形码(mtDNACOI基因50～200 bp)数据进行比较分析,探讨微型DNA条形码对果实蝇物种鉴定的可行性.采用虚拟实验(Silico analysis),将BOLD数据库中49个样本的序列分别拆成648 bp、160 bp、50 bp三个片段,通过构建NJ树,并进行遗传距离分析,得出每个片段鉴定物种的准确性依次为100%、94%、84%.同时做了实体实验(Empirical test),得到了果实蝇属6个物种的COI序列,将其与虚拟实验中的49个样本序列合并,以DNA-barcode指定序列5'端160 bp序列为分析基础,通过遗传距离分析,得出其鉴定物种的准确性为94%,验证了虚拟实验结果.即微型DNA条形码(Minimalist-barcode)鉴定果实蝇物种的准确性与DNA条形码基本一致,均可作为果实蝇物种鉴定的有效依据.图2表1参29附1     

ENN精粹

条形码有助于抵制森林盗伐;环境专家谨慎赞扬巴西“森林法”;阿拉斯加悬赏“杀狼”;克劳斯认为全球变暖问题是“宗教”问题;教会也参与环保;民调显示：气候变化是一种威胁已成全球共识;美众院立法促生物燃料市场化……[编者按]     

养殖场周边环境污染对畜禽养殖质量影响研究——以基于DNA条形码技术的黄牛肉质检测物研究为例

当前养殖场周边环境严重影响畜禽类的养殖质量,以基于DNA条形码技术的黄牛肉质检测物研究为例,对黄牛肉的真伪进行了检测。对黄牛种类特异性基因COI基因(NC_006853.1)序列进行设计,利用DNA提取、DNA纯度和浓度测定、PCR扩增、电泳检测、DNA纯化和回收、DNA克隆,完成肉质真伪的检测。得到电泳检测结果,真正黄牛肉扩增片段长度为534 bp,其余肉品样本不能扩增出534 bp。实验结果表明,该检测方法操作方便,检测时间短,应用前景较好,可以满足市场肉类监督检测需要。