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综述:环境DNA(eDNA)宏条形码助力生物多样性研究

已有 12484 次阅读 2017-11-26 14:18 |系统分类:论文交流

Environmental DNA metabarcoding: transforming how we survey animals and plant communities

文献类型:综述

杂志:Molecular Ecology,2017

作者:Kristy Deiner et al.

通讯作者:Kristy Deiner, Cornell University, alpinedna@gmail.com


随着分子生物学与高通量测序技术的发展,我们认知和了解生物多样性的方式不断革新、内涵不断深入。尤其是在高通量测序平台的帮助下,我们可以利用形式多样的环境样品遗传物质(eDNA),结合条形码技术,形成无创取样模式,广泛研究多种多样的生态系统类型。这篇论文非常详细地综述了近些年eDNA在动物、植物生物多样性研究上的应用现状、使用方法与注意事项。对于分子生态学的新手来说,尤其具有参考价值。以下为论文部分内容的简介,强烈推荐有兴趣的同学阅读原文。


1. eDNA的宏条形码与传统方式调查方法的区别

我们都知道,传统的物种鉴定需要仔细的肉眼观察、形态比对、经验判断等。稍有不慎,就会出错。因此,传统方式对研究人员的专业设备和经验技能要求很高,然而效率却不乐观。在宏条形码的助力下,这种情况有望得到显著的改善。eDNA metabarcoding通过对遗传物质进行测序,将序列与已有数据库序列进行比对,获得物种信息,一定程度上提高了研究的广度和精度。基于上述优势,eDNA的应用范围已经非常广泛。文章对eDNA在淡水生态系统、海洋生态系统、陆地生态系统、大气等不同类型生态系统的应用情况进行了很好的概括。


2.使用指南

eDNA条形码的使用优势不言而喻,如何科学、合理的使用该方法也在本文得到了详细的阐述。尤其对于初学者而言,具有很好的参考价值。本文详细介绍了从实验设计、野外取样、实验室处理,到数据处理和分析,每一步的方法和注意事项。例如,在实验设计阶段,研究者需要根据研究目的和研究性质,确定相应的样品收集方式。在野外采样阶段,则需要重点关注,采集哪种形式的样品,需要记录哪些相关的环境数据。实验室处理过程,则需要注意,如何获得高质量、无污染的DNA,如何选择最优的引物、如何优化PCR扩增条件等。在数据分析阶段,如何查找或者构建合理的参考数据库,怎样选择最优的分析软件等则成为关注的重点。



3. 应用范围不断拓展

测序技术的进步和分析方法的改进,使得eDNA的应用范围不断拓展。目前,主要的应用领域包括生态学、保护生态学、入侵生态学,以及生物多样性监测等方面。




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