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eDNA技術在底棲生物研究中的應用
閱讀：2499 發布時間：2022-3-16環境DNA(簡稱eDNA)指直接從環境樣品(如土壤、水和沉積物等)獲得的遺傳物質。其來源廣泛，包括體液，糞便，脫落的組織等，EDNA技術包括樣品采集，eNDA采取與eDNA分析，其中eDNA分析主要包括引物設計、PCR擴增（聚合酶鏈式反應）、測序等。底棲生物是水生生態系統的重要組成部分, 亦是海洋環境質量的重要指標, 對了解生態系統的結構具有重要意義。按生活方式可分為底棲植物(微藻、大型海藻等)和底棲動物。以底棲藍藻為例, 藍藻群落生物量會在極地湖泊和池塘的底棲環境大量生長, 對固碳做出了重要貢獻。
eDNA樣品采集：
樣品采集主要分為直接采水法和過濾法。直接采水法是將水樣收集到滅菌離心管中，采集體積在15ml-10L，常用的在1-2L.過濾法將水樣中DNA分子截留在濾膜上，目前使用的濾膜有硝酸纖維濾膜、聚碳酸酯濾膜、玻璃纖維濾膜及混合纖維濾膜，對于大型無脊椎動物，濾膜法檢出率更高，濾膜的孔徑根據實際需求來選擇，或者用多個孔徑的濾膜多次過濾，減少堵塞幾率，WATERRA可以非常有效地從大量水（流動或停滯）的過濾中回收水生生物的DNA。過濾介質有 5 種不同的孔徑，從 0.1 到 5 微米；過濾器大表面積：300 cm2 或 600 cm2，允許多達 100 升或更多的水通過。增加了捕獲目標物種 eDNA 的幾率。
在弗雷塞爾湖底棲環境的研究中發現有大量的藍藻生物量積累。使用形態學和分子方法對南極維多利亞州南部弗雷塞爾湖的天然和人工微生物墊中藍藻的表型和基因型多樣性進行分析。其中分子方法指包括16S rRNA基因克隆庫, 變性梯度凝膠電泳(denatured gradient gel electrophoresis, DGGE)和測序, 同時結合光學顯微鏡觀察結果, 鑒定出8種形態性; 而分子工具則發現了15種系統型。分子結果表明南極藍藻多樣性遠大于單獨依托傳統顯微鏡分析出的形態分型。因此, 分子工具能更完整地補充描述南極湖泊底棲中的藍藻多樣性。這也是采用PCR引物對16S rRNA基因和對藍藻序列特異的ITS進行擴增, 并進行藍藻多樣性分析的多相分析的突破。Destombe等采用DNA條形碼技術對種在歐洲北大西洋和摩洛哥海岸兩種江蘺屬大型藻類進行研究, 利用3種獨立標記的條形碼cox2-cox3間隔區、葉綠體基因rbcL和ITS 2區域對其差異進行遺傳分析, 證實了北大西洋存在兩個名為G.gracilis的并行分支物種已有200年的歷史。研究同時證明多基因條形碼能更精確地描繪這兩種形態學物種并檢測假定的雜交的發生。劉晨臨和林學政利用形態學和DNA條形碼對白令海海域和冰島附近海域的褐藻進行鑒定, 并對其來源進行分析。其中采自白令海海域的褐藻為孔葉藻亞種(Agarum clathratum subsp.Clathratu), 來源于日本北海道, 另一種為瘤狀囊葉藻(Ascophyllum nodosum), 常見于北大西洋沿岸。