用户测评丨华大智造G99助力中国科学院水生所探索武汉东湖鱼类多样性监测最佳遗传标记

中国生物多样性受到自然生境丧失与破坏、自然资源过度利用、环境污染、外来物种入侵和气候变化等因素的不利影响，生态系统、物种和遗传多样性均呈现不同程度的退化或丧失。因此，需要加快完善生物多样性调查监测技术标准体系，推进调查监测工作标准化和规范化，并统筹衔接各类资源调查监测工作，加强生态保护红线监测，全面推进生物多样性保护优先区域和黄河重点生态区、长江重点生态区、京津冀、近岸海域等重点区域生态系统、重点生物物种及重要生物遗传资源调查。——《中国生物多样性保护战略与行动计划（2023—2030年）》

2023年，中国科学院水生生物研究所联合湖北省生态环境监测中心站，在武汉东湖6个位点分别采集3份水体样本，采用MGIEasy 粪便基因组DNA提取试剂盒对水体滤膜进行eDNA提取，再基于ATOPlex建库试剂通过2步PCR完成文库制备，随后在DNBSEQ-G99平台上耗时仅12小时即完成了测序，最后分析评估了鱼类12S rRNA条形码基因引物Mifish和Metafish的性能，筛选出适用于东湖鱼类多样性监测的遗传标记。该项研究为eDNA宏条形码测序技术应用于东湖鱼类多样性监测和研究奠定了基础。

图1左：采样位点地图；中：采样现场；右：DNBSEQ-G99测序仪

研究结果1

6个不同位点共检测到隶属于16个科、36个属的共51种鱼类，其中有较高比例的鲤科，鲴亚科，鰕虎鱼科和鳢科等。也检出了经济鱼类，如鲤鱼（Cyprinus carpio）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙鱼(Hypophthalmichthys nobilis)、鲫鱼（Carassius auratus)等，还检出了入侵物种，如食蚊鱼（Gambusia affinis）。

图2 两套引物检出的物种分布条形图

研究结果2

通过Beta多样性分析和Mantel检验（Bray–Curtis相异性）显示，同一位点采集的不同样本使用Mifish引物检出的物种差异性比使用Metafish引物检出的物种差异性更低，因此，Mifish引物更能准确地反映当地鱼类群落的真实组成，更适合应用于东湖鱼类多样性监测和研究。

图3 非度量多维尺度分析（NMDS) 展示鱼类群落beta多样性

图4 同一采样位点样本之间的 Bray-Curtis 相异性

环境DNA技术是生态环境领域最重要的革命性技术之一，具有非侵入性、灵敏度高、可快速识别大量生物群落和易标准化等特点，越来越多地被应用于淡水生态系统鱼类多样性监测和研究。

目前，华大智造已推出基于DNBSEQ-G99和DNBSEQ-E25的环境DNA宏条形码测序组合产品，覆盖从eDNA提取到报告全流程，能够对环境样本中的生物群落结构进行快速、准确地分析，为生态环境监测与环境科学研究提供工具支撑。当前已赋能湖北、浙江、陕西、深圳等地多家监测单位及科研院校。

未来，华大智造将继续联合行业机构，不断拓展DNBSEQ测序技术在环境监测与科研领域的应用场景，为生态保护提供更强大、更便捷、更高效的自主核心工具。

图5 华大智造环境DNA宏条形码测序组合产品

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参考文献

1.Yiwen Li. et al. Water 2024. A Comparative Evaluation of eDNA Metabarcoding Primers in Fish Community Monitoring in the East Lake

2.中国生物多样性保护战略与行动计划 （2023—2030年）