science都夸好用，赶紧了解下空气eDNA技术

研究背景

调查植物群落的传统方法，往往是基于观察统计的结果，不止耗时还需要大量劳动力，并且结果的准确性很大程度上依赖于专家正确识别植物的能力，容易出现观察者之间的结果误差。环境DNA(eDNA)是一种基因监测技术，研究人员可以通过测序获得环境样本如水、土壤或空气中的物种信息。eDNA方法速度更快，灵敏度更高，对环境的破坏性更小，收集大量样本不需要分类专业知识，有助于直接解决传统测量方法的局限性。到目前为止，大多数关于植物空气eDNA的研究都集中在花粉植物上，因此，来自美国德州理工大学Mark D. Johnson等研究人员，尝试通过eDNA对整个植物群落进行调查，并与传统植物群落调查结果进行了比较。

实验设计

挑选了一个有研究基础的原生牧场，划分九个地区域进行传统植物种类的调查，并在每个区域的中心安装了过滤器。将春季和秋季沿着样带收集到的植物提取DNA，测得ITS基因序列作为识别它们的“DNA条形码”。同年多次收集空气灰尘，进行eDNA测序。

主要结果

1 eDNA与传统方法在物种数量上的比较

传统调查本次共发现了80种物种，空气eDNA研究发现了91种。两次调查发现了相同的 13种草，40种非木本开花植物，2种树。eDNA更擅长发现容易被忽视的小花物种。对于开花的稀有植物，传统方法显示出优势。值得注意的是，空气eDNA还揭示了一种未被调查发现的入侵植物-天堂树，这种检测的敏感性可以帮助我们在理想根除阶段阻止入侵物种。

2 、空气eDNA植物群落调查优缺点

除了物种信息，eDNA技术可追踪气候变化如何改变植物群落的构成，下图展示了不同物种的丰度如何随时间变化，尤其对于一些快速开花的植物，可避免地面调查错过的事件。另外在收集植物DNA的同时，过滤器还可以收集真菌、昆虫等的DNA。该技术的缺点在于受限于数据库中可用的参考基因组，随着数据的逐渐丰富，eDNA技术会带来更高的检测准确性和物种分辨能力。

小结

空气eDNA不仅可以在繁殖和授粉的季节检测传粉植物，还可以用过滤器收集空气中的绝大多数遗传物质，类似于水生和沉积物系统，可以应用在包括群落调查、濒危物种检测和入侵物种预防。Science杂志评论该文章：“来自植物的气载DNA可能揭示入侵物种，以及气候变化的影响”。

文章链接：《BMC Ecology and Evolution》

DOI: 10.1186/s12862-021-01947-x

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