李晨虹（右）帶領(lǐng)學(xué)生在崇明島水庫采樣

資料圖

想知道一片水域里有多少魚,，不用撒網(wǎng)捕撈,，只需取一瓢水就能算出,？近日，上海海洋大學(xué)李晨虹團隊在國際期刊《分子生態(tài)資源》發(fā)表研究成果,，未來或可讓生態(tài)監(jiān)測像“查指紋”一樣高效,。

“凡是生物存在過的地方就會留下它們的痕跡，魚游過也會在水中留下DNA痕跡,?！崩畛亢缃忉專琫DNA是指生物體釋放至體外環(huán)境（包括水體,、土壤,、空氣等）中的DNA片段。借助eDNA進行生物監(jiān)測,，是一種高效,、靈敏且對生物無損傷的技術(shù)手段，在生物多樣性評估,、瀕危物種保護以及入侵生物監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,。特別是在實施長江“十年禁漁”等大規(guī)模生態(tài)保護舉措的背景下，傳統(tǒng)漁業(yè)調(diào)查方法受到一定限制,，而環(huán)境友好型的eDNA技術(shù)則凸顯出其獨特優(yōu)勢,。

長久以來，eDNA技術(shù)一直有個“痛點”：它能判斷“有沒有魚”,，卻很難說清楚“有多少魚”,。李晨虹帶領(lǐng)團隊另辟蹊徑?！皳Q個角度思考,，我們可以從基因序列差異的角度來探討eDNA與物種數(shù)量之間的關(guān)系?！崩畛亢邕M一步說明,，假設(shè)環(huán)境中僅存在一個個體，無論其釋放的DNA濃度高低,，其DNA序列都是固定的,。當(dāng)存在兩個個體時，它們的DNA序列會出現(xiàn)一定程度的差異,；若存在三個個體,，序列差異則會進一步增大,。值得注意的是，序列差異與個體數(shù)量之間的相關(guān)性并不會受到eDNA濃度變化的影響,，這一特性為基于eDNA分離位點數(shù)目估算物種豐度提供了理論基礎(chǔ),，也為eDNA定量研究開辟了新的思路和方向，有望克服傳統(tǒng)定量方法的局限性,，提高eDNA定量分析的準(zhǔn)確性和可靠性,。

經(jīng)過對比篩選，團隊選用具有較高的遺傳多樣性,，且易于飼養(yǎng)的矛尾刺蝦虎魚開展進一步實驗,。實驗設(shè)計了魚體重、數(shù)量及是否投喂等三種變量,。矛尾刺蝦虎魚被飼養(yǎng)三天后,，從養(yǎng)殖水體中提取eDNA，并對11個線粒體基因進行富集和高通量測序,。隨后,，從包含不同個體數(shù)量的eDNA測序數(shù)據(jù)中提取分離位點數(shù)量，并同步統(tǒng)計DNA拷貝數(shù),。結(jié)果顯示,，相較于DNA拷貝數(shù)，分離位點數(shù)量與樣本個體數(shù)之間的正相關(guān)性更強,。這就證實,，“差異點數(shù)”與魚的數(shù)量匹配度顯著高于傳統(tǒng)DNA濃度法，且不受魚是否進食,、體形胖瘦的影響,。

“和當(dāng)前主流的eDNA拷貝數(shù)法相比，我們團隊開發(fā)的基于分離位點數(shù)的eDNA定量方法不受物種體形,、攝食行為等環(huán)境變量的干擾,，能夠更加穩(wěn)定、精準(zhǔn)地評估目標(biāo)物種的數(shù)量,?！崩畛亢缯f,。

據(jù)悉,，這一研究為eDNA技術(shù)的定量分析提供了新思路，有望提升eDNA在物種監(jiān)測,、生態(tài)評估及生物多樣性研究中的應(yīng)用精度,。

顏維琦