eDNA技術在極地水環境中的應用進展

劉夢月 趙文玉

研究進展

eDNA技術在極地水環境中的應用進展

劉夢月1,2趙文玉1,2

(1湖南省水生資源食品加工工程技術研究中心, 長沙理工大學化學與食品工程學院, 湖南 長沙 410004;2洞庭湖水環境治理與生態修復湖南省重點實驗室, 長沙理工大學水利工程學院, 湖南 長沙 410004)

應用環境DNA(eDNA)技術高效準確地完成極地水生態系統(極區大洋, 近岸海域及湖泊、溪流等)中生物的物種鑒別、多樣性分析等研究工作, 對開發極地地區生物資源、預測全球水生態系統變化趨勢和平衡穩定和研究極端生境生態學問題等具有重要價值。近年來, eDNA技術發展迅速, 有效地改進了傳統方法在水生態系統研究中的缺點, 提高了對水生生物的調查工作的效率。文章綜述了eDNA技術對極地水環境中的魚類、底棲生物、浮游生物、浮游細菌、病毒等水生生物的生物多樣性分析、物種鑒定、種群結構分析及生態學等方面研究的應用進展。eDNA技術作為一種新興的生物調查方法, 有能力加速更新分子時代的現代生物多樣性調查的方法, 在研究極地水生生物多樣性上具有極大的前景。

eDNA 極地 水環境 水生生物 生物多樣性

0 引言

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(DNA片段)[1-2]。eDNA技術是通過從各環境介質中提取出特異性的DNA識別片段, 使用DNA測序技術分析所提取環境DNA的識別片段情況, 定性或者定量地分析生物體在環境介質中的具體分布情況和生態功能特征[1-2]。eDNA對原位采樣生境中的生物類群無擾動性, 因此還有可能改善極地水生態系統的環境管理和評估方法[3]。eDNA技術在水生態系統可以進行目標物種的鑒別(如外來入侵物種、瀕危物種和珍稀物種)、生物多樣性監測與評價等工作。

1 eDNA技術的發展簡介

eDNA技術發展離不開DNA測序技術的發展, 自20世紀70年代中期的第一代測序技術誕生以來, DNA測序技術已經取得了重大進展[4-5](圖1)。第一代測序技術出現在1977年, 即Maxam和Gilbert發明的化學降解法及Sanger的雙末端終止法[6-7]。基于第一代測序技術的發展, 2003年提出的條形碼技術通過用特定的短DNA序列將物種進行比對, 實現了對生物的分類鑒定[8]。接下來應運而生的第二代測序技術(next-generation sequencing technology, NGS, 即高通量測序技術), 解決了第一代測序通量低、無法達到大規模應用的問題, 為生物分子研究做出了巨大貢獻。eDNA宏條形碼技術在二代測序的基礎上通過對eDNA片段進行測序, 并將所得序列與標準條形碼對比, 鑒定目標生物的種類[9]。1988年, Handelsman等[10]提出的宏基因組學概念為研究微生物提供了新的思路和方法。但直到基于第二代測序技術的宏基因組學分析方法建立才使直接從環境樣本中提取基因組DNA后進行測序分析成為可能。宏基因組學技術是基因克隆文庫的進一步深化, 避免了微生物培養的繁瑣過程, 促進了對極端環境下生物多樣性及功能的認識, 在eDNA技術的應用中扮演不可或缺的角色[11]。隨著人們對DNA的研究進一步發展, 第三代測序技術已不再依賴聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction, PCR)技術[12]。

自步入基因組學時代, eDNA技術經過10余年的發展, 從1987年開始在環境微生物學領域應用, 微生物學家Ogram等[13]成功地從湖底沉積物中提取出環境微生物的DNA。2000年, “eDNA”第一次在文獻中出現, 該研究中利用細菌人工染色體(BAC)載體構建了基因組DNA文庫, 并表明了BAC文庫中含有多種環境DNA, 在研究土壤微生物多樣性方面有巨大的潛力, 使eDNA技術真正得到認可[14-15]。2008年, eDNA技術第一次運用于水生態系統中, 研究人員利用從水樣中提取的DNA去檢測一種原產于北美的入侵性兩棲動物美國牛蛙是否入侵水域中[1]。之后, eDNA技術開始廣泛應用于水生系統生物研究中。2014年, 研究員第一次利用eDNA技術檢測薩卡里亞河中4種常見的入侵魚類, 調查表明了eDNA可以用作監測淡水生態系統中入侵魚類的重要分子工具[16]。

隨著eDNA技術的日益成熟, 其應用由對物種監測的定性研究到現在對生物量評估的相對定量分析, 研究對象由微生物研究到兩棲動物、淡水魚類、海洋魚類、爬行動物和腹足動物研究等[17]。第二代測序技術的發展促使eDNA技術迅速推廣, 在物種鑒定研究上由當初的單個物種鑒定過渡到整個生物群的分析鑒定[18]。比如, NGS技術已經成功用于對無脊椎動物(大樣本)的整個群落測序工作中[19-22]。此外, 使用eDNA可監測瀕臨滅絕的淡水昆蟲、甲殼類動物、魚類和哺乳動物, 并可以通過NGS技術來解釋對整個湖區的兩棲動物和魚類的監測情況[23]。發展到如今的第三代測序已經可以不需要經過PCR擴增, 就實現了對DNA分子的測序[24]。

圖1 eDNA發展歷程導覽圖

Fig.1. Development path of eDNA

近年來將新一代eDNA技術[24]與機器學習[25]、衛星遙感[26-27]等技術聯用, 已經可以大尺度、靈敏、自動地獲取生態監測信息, 識別水生態系統中水生生物群落的分布情況[28]。除此之外, eDNA技術還具有以下優點: 優越的物種可檢測性和特異性、成本較低且不會造成生態系統干擾、無需獲知物種的基本信息即可進行檢測、可在無法進行傳統調查的地區實施等, 使得環境DNA技術作為一種新興的監測方法, 雖然仍需要考慮和避免許多陷阱和障礙, 但該方法仍有能力加速更新分子時代的現代生物多樣性調查的方法, 在生物多樣性監測研究上具有極大的前景[17]。

2 eDNA技術在極地生態系統中的應用

極地地區終年寒冷干燥, 冰雪覆蓋, 給預測和改善極地環境的研究工作帶來極大的不便, 并且極地生態系統是一個巨大的、潛在的淡水和生物資源庫, 是全球生態系統的重要組成部分。極地生物是極地生態系統的物質循環和能量流動中的重要載體, 其中有研究表明極地冰區的海洋魚類物種形成率明顯高于熱帶海洋地區[29]。隨著生物研究技術的不斷發展, 從分子和基因組水平對極地生態系統的研究將豐富對其的科學認知。應用傳統形態學方法對極地水生生物進行定性和定量的研究有很大的局限性, 如原位采樣難度很大, 樣本完整性難以預測等。相對而言, 在氣候條件極為惡劣的極地地區采用eDNA技術采樣受限小、高效省時, 在研究極地水生生物方面有較為突出的優勢。eDNA技術現已廣泛應用于極地水環境中魚類、底棲生物、浮游生物、浮游細菌、病毒等不同類群的多樣性分析與評估、物種鑒定、群落的生物監測等方面的研究中。

2.1 eDNA應用于南大洋魚類研究

近年來, eDNA條形碼技術被應用于極地魚類的生物監測研究中, 并實現了物種鑒定的標準化。所依賴的常用條形碼基因片段包括細胞色素C氧化酶I(COI)基因、葉綠體基因rbcL、18S核糖體RNA(18S ribosomal RNA, 18S rRNA)基因、內轉錄間隔區(internal transcribed spacers, ITS)基因、16S rRNA和28S rRNA等。Near等[30]使用線粒體16S rRNA的全基因序列對南大洋類胡蘿卜素魚類Performformes: Notothenioidei進行系統發育研究發現南極魚亞目魚類的5個主要進化分支分別是: 裸南極魚科、阿氏龍?科、龍?科、鱷冰魚科、南極魚科。

李淵等[31]利用形態學鑒定和基于線粒體COI基因的eDNA條形碼技術對南大洋Yelcho站周邊海域的魚類進行物種鑒定, 從采集的8尾魚類樣品中成功鑒定出3個有效種, 有7尾是南極魚科魚類, 1尾裸南極魚科。結合兩種方法對南極魚類進行鑒定確保了鑒定結果的準確性和有效性。研究不僅糾正了條形碼參考數據庫中的錯誤序列, 一定程度上還反映出了南大洋魚類的物種組成和生物量均以南極魚科魚類為主[31]。

2.2 eDNA應用于底棲生物研究

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[32]。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[33]。

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[34]。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[35], 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。這也是首次采用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[34]。Destombe等[35]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的并行分支物種已有200年的歷史[35]。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[36]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(), 來源于日本北海道, 另一種為瘤狀囊葉藻(), 常見于北大西洋沿岸。

Grant和Linse[37]應用DNA條形碼技術對南極海洋地區包括韋德爾海、羅斯海在內十幾個區域的底棲無脊椎動物進行物種鑒定和遺傳研究。研究發現這些水域中的無脊椎動物主要是甲殼綱、環節動物和軟體動物等3類, 該研究同時建議南極海洋地區還需要進行更深入的DNA條碼研究, 來推動底棲動物的分子生態學研究。

2.3 eDNA應用于浮游生物研究

浮游生物可分為浮游動物和浮游植物。通過eDNA技術, 不僅有助于準確地了解浮游生物生態和功能的多樣性、時空分布情況, 同時還可獲取物種間遺傳進化信息, 尋找新的基因功能。

浮游動物是由原生動物和后生動物組成的生物群落, 主要有原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類等四類。浮游動物生命周期短, 生長迅速, 對環境變化敏感, 常被用作指示物種。相比而言, 極地海域的浮游動物的種群演替深受海水、海冰變化的影響, 對于環境變動表現得更為敏感強烈, 常被用作研究全球氣候變化對極地生態系統影響的重要指標[38]。DNA條形碼技術是對極地浮游動物進行物種鑒定的一種常用方法。

在研究極地浮游動物生物多樣性分析中, 應用eDNA宏條形碼技術可以極大地簡化分析步驟。程方平等[40]利用DNA條形碼技術驗證了南極海域DNA條形碼在浮游動物種鑒定的有效性, 研究中系統地比較分析了南極普里茲灣和南極半島周邊海域35種常見浮游動物的124條線粒體COI序列[39-40]。研究同時發現部分物種的種內遺傳差異水平較高, 表明DNA條形碼還可用作相關物種的種群遺傳學研究[40]。此次研究新增的DNA條形碼數據以及新提供的兼并引物將推動南極浮游動物環境樣品的宏基因組學研究[40]。在北極海域的比較研究中也證實了DNA條形碼技術在極地浮游動物種類鑒定及相關研究中的可靠性[41-42]。Chain等[43]在對沿加拿大海岸線(北極)哈德遜灣和哈德遜海峽浮游動物的生物多樣性進行大規模的時空評估中用到了eDNA宏條形碼技術, 研究表明, 該技術為大規模生物多樣性調查提供了一種簡化而靈敏的方法。Heimeier等[44]基于16S rRNA、COI和18S rRNA基因擴增的DNA條形碼技術結合傳統形態學方法對南極羅斯海及附近水域浮游動物(無脊椎動物幼體)進行了物種鑒定, 主要是棘皮動物、軟體動物、紐形動物和環節動物等4個門屬。研究同時說明了應用分子工具可更好地補充形態學鑒定結果。

與浮游動物相似, 浮游植物也對環境變化極為敏感。浮游植物具有個體小、生長周期短、營浮游生活等特點。極地微型浮游植物較多是低等單細胞藻類, 是極地生態系統重要的初級生產者和食物網的基礎。世界上已經發現了超過110多種極地微型浮游植物[45], 人們已經開始應用eDNA技術分析極地微型浮游植物多樣性[46]。浮游植物的種群結構和生物量及其多樣性能及時地反映極地水域生態環境的變化[47]。傳統研究浮游植物的多樣性及分布情況的方法是基于顯微鏡技術的形態學方法, 目前從基因組水平(eDNA分析)對浮游植物進行研究相較于傳統方法有明顯的優勢[48]。Eiler等[49]利用16S rRNA基因作為標記的NGS技術和顯微鏡技術對南極及周邊區域的49個湖泊的浮游植物多樣性分析發現: 雜種動物門(phylum)含量最高, 其次是藍藻(Cyano-bacteria)、隱藻(Cryptophyta)、綠藻(Chlorophyta)等。并且NGS技術的分辨率更高。

對環境的變化響應最為直接敏感的一類是廣泛分布在海冰、湖水、冰川融水和積雪表層的極地微藻。目前使用基因組學測序對極地微藻的研究仍處于基礎階段[50]。第一個完成全基因組測序的極地微藻是南極擬脆桿藻[51], 研究發現差異等位基因在不同環境下表達的豐度是不同的, 通過這些分析可以估測許多極地微藻的來源與溫帶藻類不同[50]。

浮游生物的個體大小差異大, 依據不同粒徑分級, 浮游生物類群可分為微型以及微微型浮游生物, 它們體積微小, 種類繁多, 難以檢測且許多種類缺乏明顯的形態學特點。針對北冰洋、南極附近水體中的微微型浮游生物, 研究者使用分子生物學技術對其多樣性進行研究, 獲取了大量的微微型真核浮游生物的基因序列[52-53]。吳月等[54]利用eDNA技術對楚科奇海海域5個站位22個水層的樣品進行微微型真核浮游生物的種群結構和空間分布分析, 研究中通過對擴增的18S rRNA高突變V4區基因片段序列進行高通量測序分析, 得出: 各綱的分布存在明顯差異, 相對豐度大于1%的微微型真核浮游生物有6個綱, 分別為不等鞭毛類的金藻綱、溝鞭藻綱、中鼓藻綱、青綠藻cladeII、旋毛綱和銀耳綱, 其中自養型微微型真核浮游植物在北冰洋海域約占85.2%, 具有絕對優勢。

2.4 eDNA應用于浮游細菌研究

分布在極地海洋各個水層的浮游細菌是極地生態系統的重要組成部分之一, 一定程度上維持著極地海洋生態系統的穩定性和生物多樣性。在環境樣品中發現新的16S rRNA基因序列, 為研究者們研究微生物多樣性提供一個渠道[55]。它是通過確定細菌的系統發育關系進而評價浮游細菌多樣性的方法[56]。Dobson等[57]于1993年利用PCR擴增的16S rRNA基因直接測序成功識別出南極高鹽湖兩個新物種和證實了16S rRNA基因序列分析在系統發育研究上的巨大潛力。

Zeng等[58]對16S rRNA基因進行454焦磷酸測序揭示了北極Kongsfjorden(Spitsbergen)和Chukchi Borderland兩個水域的浮游細菌的多樣性, 研究發現Kongsfjorden(Spitsbergen)的浮游細菌以γ-變形菌和擬桿菌為主, 而Chukchi Borderland地表海水樣品中的以α-變形菌和放線菌為主。同時2014年Zeng等[59]利用同樣454焦磷酸測序對南極阿德雷灣及長城灣附近表層海水樣品中浮游細菌多樣性進行分析, 發現阿德雷灣樣品細菌可劃分為18個門類, 長城灣樣品細菌分屬于11個門類, 其中擬桿菌門、變形菌門為優勢細菌。

Ghiglione和Murray[60]以標簽序列焦磷酸測序方法(基于聚合酶鏈式反應的毛細管電泳-單鏈構象多態性方法、PCR-DGGE和DGGE條帶測序、PCR標記測序), 即通過擴增浮游細菌的16S rRNA基因的可變V3區、高變V6區序列分析和DGGE分析研究南極沿海浮游細菌多樣性和種群結構變化。同時對凱爾蓋朗群島(靠近南極)以及南極半島浮游細菌進行系統型鑒定, 結合Simpson和Shannon指數預測物種豐富度。研究發現: 兩個海域的浮游細菌主要類群比例有明顯不同, 但多樣性與以往研究相似, 且在南半球夏季的浮游細菌豐度顯著高于冬季。Cao等[61]利用基于16S rRNA基因的V1-V3可變區的焦磷酸測序分析研究南極半島北端表層海域浮游細菌群落結構和群落結構的影響因子。研究中通過所獲浮游細菌的覆蓋度、豐富度和α多樣性指數等來評估水域浮游細菌多樣性, 發現最豐富的細菌群是α-變形菌, 其次是γ-變形菌。研究中檢測到的環境因素營養鹽、葉綠素、原位溫度和鹽度等指標對浮游細菌多樣性和群落變化的影響相對較小[61]。M?ller等[62]通過對16S rRNA基因進行焦磷酸測序及對培養菌株進行16S rRNA基因測序, 研究北極高緯度雪中和淡水湖中的細菌群落結構。通過兩個區域的細菌多樣性分析可知, 在極地冰雪中細菌豐度高于淡水湖, 但是極地雪中和淡水湖中發現的屬之間有很強的重疊。

2.5 eDNA應用于病毒研究

病毒構成了地球上最豐富的生物實體并提供了大量的遺傳多樣性。它是指游離在水體中的各種病毒, 是水生微生物群落和生態系統的一個動態組成部分[63]。浮游病毒分為藻病毒、噬菌體、噬藻體, 除此以外還可發現一些動物病毒和人類病毒等。針對病毒的分子生物技術有PCR-DGGE、脈沖場電泳技術、隨機擴增的多態性DNA聚合酶鏈式反應技術、宏基因組文庫、克隆文庫等。從核酸水平上研究病毒動態分布和遺傳多樣性, 極大地促進了浮游病毒群落結構和生態學研究。eDNA技術為極地地區病毒群落結構和遺傳多樣性提供一個有潛力的新途徑。

在北極和南極海冰中都觀察到大量的病毒[64]。病毒遺傳多樣性的研究是以大量的相關遺傳信息為背景和基礎的, 目前已知的藻病毒、噬藻體等的全基因組序列還較少, 而南極病毒研究的主要限制是缺乏基因組序列數據。Alberto等[65]通過從南極Byers半島的Limnopolar Lake純化的2 000萬堿基對的病毒DNA進行焦磷酸測序得到89 347個序列, 分析研究病毒群落的高度多樣性, 描述了約10 000種病毒基因型和夏季在Limno-polar Lake中發生的病毒的生態演替[66]。研究表明Limnopolar Lake中病毒群落以感染真核生物的病毒主導。同時Limnopolar Lake高度的遺傳豐富度表明, 在其他類群的生物多樣性較低的系統中, 可以發現較高的病毒多樣性[65]。進一步對Limnopolar Lake的深入研究, 在整個光活躍月份和整個年度周期中更頻繁地評估病毒種群, 并結合對整個微生物群落組成的季節性動態進行分析, 將病毒與宿主聯系起來, 說明病毒在南極水生態系統中發揮著重要作用[66]。

宏基因組技術在研究極地病毒上克服了多數浮游病毒種類無法培養的缺陷, 能直接對環境基因組序列進行分析, 從而獲知生物基因序列信息以便進行后續研究[67]。Daniel等[68]通過宏基因組學技術解析北極6個大型水體的病毒DNA, 分析了北極淡水病毒DNA群落結構。在本次研究中提供了來自北極和南極的DNA病毒的深度序列數據, 包括來自6個北極湖泊的病毒群落深度測序數據, 并結合對來自世界各地一系列不同地理位置上已發表的淡水病毒DNA進行了比較分析。結果表明了北極淡水病毒群落由未知和單鏈DNA病毒主導, 揭示了一些具有雙極分布的病毒譜系及全球生物地理和病毒群落的連通性[65]; 北極地區病毒物種豐富度沒有降低, 說明病毒可能不遵循緯度多樣性梯度, 揭示了南、北兩極微生物生態系統之間的差異, 生物地理學和病毒群落的連通性不僅突出了極地環境的獨特性, 也突出了兩極微生物生態系統之間的差異[68]。Breitbart等[69]根據宏基因組學對從馬尾藻海、墨西哥灣、加拿大不列顛哥倫比亞、北冰洋的近岸水域收集到的短序列數據庫進行分析, 研究發現浮游病毒群落里含有500~130 000個基因型, 其中很大一部分基因型在不同的地理區域中共同存在[70]。

3 結論

綜上所述, eDNA技術已廣泛應用于極地水生態系統中魚類、底棲生物、浮游生物、浮游細菌、病毒的研究, 不限于極地生物群落多樣性、物種鑒定、生物監測等課題。尤其基于第二代測序技術的發展, 使用eDNA技術獲取數據對極地生物進行監測分析的能力大幅提升, 所獲取的eDNA數據對評估一些物種的多樣性有重要參考意義, 并且使用eDNA技術能發現很多形態學難以識別的物種, 在分析種群結構及其組成上可以反映出更為精確的結果, 比如物種的遺傳多樣性。隨著eDNA技術的改進, 基本解決了極地環境生態學研究上方法有限、采樣空間局限、數據信息處理慢及監測結果不準等一系列問題。總而言之, eDNA技術在認知極地的水生態系統中已扮演重要角色, 應用上已漸趨成熟。

未來發展中, 可將eDNA技術與其他技術相結合, 以有效避免單一技術數據不準確造成的偏差。比如宏基因組文庫與克隆文庫結合分析能更準確地反映微生物的多樣性[67]; 比如抽樣檢測[71]可盡可能避免eDNA技術在操作過程中出現的污染和陷阱, 提高結果的準確度等。不斷擴大eDNA技術的應用范圍, 對極地巨大的生物資源進行系統研究統計、完善充實數據庫、發展生物信息學工具、增加數據處理的可信度, 可繼續拓展eDNA技術在極地生物多樣性分析和環境保護中的應用范圍, 使其進一步應用到食物網、能量流動、種群遺傳信息收集研究等方面[72]。

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PROGRESS OF APPLICATION OF eDNA TECHNOLOGY IN POLAR WATER ENVIRONMENTS

Liu Mengyue1,2, Zhao Wenyu1,2

(1Aquatic Resources Food Processing Engineering Technology Research Center of Hunan, School of Chemistry and Food Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China;2Key Laboratory of Dongting Lake Aquatic Eco-Environmental Control and Restoration of Hunan Province, School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410004, China)

Environmental DNA (eDNA) technology has been applied to efficiently and accurately carry out research works involving species identification and diversity analysis of organisms in polar aquatic ecosystems (such as polar oceans, coastal waters, lakes, and streams). This is of great value for the development of biological resources in polar region, prediction of changes in the balance and stability of global aquatic ecosystems, and research on ecological issues in extreme habitats. In recent years, eDNA technology has developed rapidly, effectively addressing the disadvantages of traditional methods in the study of aquatic ecosystems, and improving the investigation of aquatic animals. This review describes progress in the application of eDNA technology in biodiversity analysis, species identification, population structure analysis, and other ecological research on aquatic organisms such as fish, benthic organisms, plankton, and viruses in polar aquatic environments. As a new biological survey method, eDNA technology can drastically accelerate the updating of modern biodiversity methodologies in the current molecular era, and has infinite prospects in polar aquatic biodiversity research.

eDNA, polar, water environment, aquatic organism, biodiversity

2020年1月收到來稿, 2020年2月收到修改稿

湖南省科技創新項目重點研發計劃(2018SK2011)、洞庭湖水環境治理與生態修復湖南省重點實驗室開放基金(2018DT02)、湖南省水生資源食品加工工程技術研究中心開放基金(2018KJY11)資助

劉夢月, 女, 1997年生。碩士, 研究方向為水環境生態學。E-mall: lmycs2020@163.com

趙文玉, E-mall: wenyuzh@csust.edu.cn

10. 13679/j.jdyj.20200004