浮游动物DNA宏条形码标志基因比较研究

高旭，杨江华,*，张效伟,2

1. 污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，南京 210023 2. 江苏省环境保护化学品安全与健康风险研究重点实验室，南京 210023

作为一种新型的生物监测方法，DNA宏条形码(DNA metabarcoding)利用环境DNA序列差异快速、准确和高效地识别物种，适用于从微生物、浮游植物到鱼类等各个生物群落，在未来生态环境监测中有巨大的应用潜力[1-6]。DNA宏条形码技术不仅能实现物种有无监测，还能通过DNA丰度在一定程度上反映生物量的大小，打破现有以生物个体为主的研究模式，可用于研究环境胁迫对生物群落的影响，甄别环境关键污染因子和推导建立地域化环境基准[7-9]。目前浮游动物DNA宏条形码技术仍在发展阶段，尚缺乏统一的操作方法，需要对其(采样方法、引物选择和数据分析等)进行标准化和调整，然后才能用于常规流域生态监测。其中，如何选择合适的PCR扩增引物是DNA宏条形码生物监测的关键。

DNA宏条形码主要基于特定标志基因序列差异辨别物种，不同标志基因的物种覆盖度(coverage)和物种敏感性(sensitivity)存在巨大差异。高敏感性、低覆盖度的标志基因会导致大量物种的漏检，而高覆盖度、低敏感性的标志基因则不能有效地区分近源物种。因此，选择合适的标志基因是DNA宏条形码生物监测的基本保障。传统核糖体18SrDNA基因具有较高的物种覆盖度，能扩增出包括原生动物、真核藻类、真菌和后生动物[10]在内的大部分真核生物类群，但由于基因序列过于保守，物种敏感性较差，难以识别到种水平[11]。……