昆明动物所生物多样性基因组中心发布eDNA技术在复杂山地环境中的高效应用方案

山地生态系统作为地球上最为复杂多样的生境类型之一，承载着全球超过85%的鸟类、哺乳动物和两栖动物物种，在维护全球生物多样性方面发挥着不可替代的作用。然而，由于地形复杂、气候多变等因素，传统的生物多样性监测方法在山地环境中面临诸多挑战。近年来，基于DNA的现代监测技术为应对像高黎贡山等复杂山地生态系统的监测需求，提供了新的思路和方法。

中国科学院昆明动物研究所生物多样性基因组中心（以下简称“中心”）作为技术支撑部门，依托P2级别环境DNA和古DNA实验平台，整合了包括高通量条形码（Metabarcoding）在内的多项前沿技术，为复杂山地生态系统的生物多样性监测提供了强有力的技术保障，中心还充分利用在动物多样性和遗传资源方面的优势，建立了完善的环境DNA技术研发与应用体系。

近日，中心在高黎贡山地区开展的一项突破性研究，系统比较了三种环境DNA（environmental DNA，eDNA）采样策略的脊椎动物物种检测效率：水体eDNA、空气eDNA和来自水蛭的无脊椎动物衍生DNA（invertebrate-derived DNA，iDNA）。该研究采用五套引物组合进行Metabarcoding分析，成功检测到235个脊椎动物物种。研究结果显示，水体eDNA表现最佳，检测到173个物种（含100个独有物种），尤其擅长识别小型动物；水蛭iDNA次之，检出102个物种（含37个独有物种），对地面活动动物监测优势显著；空气eDNA检出56个物种（含20个独有物种），在小型鸟类监测中表现突出。研究通过多物种占域模型验证了eDNA技术的可靠性，并成功复原了脊椎动物类群的分布模式。

通过整合多种eDNA采样方法与引物组合，中心建立了一套适用于复杂山地生态系统的脊椎动物监测方案，充分展现了中心在环境DNA技术研发和应用方面的专业实力。环境DNA技术的优势在于其快速性、成本效益和非侵入性特点，能够覆盖更大范围并检测稀有物种，为偏远山地生态系统的保护提供了高效应用方案。该成果不仅为高黎贡山生物多样性保护提供了科学依据，也为全球山区生态监测提供了重要参考。

以上研究成果以Comparative Efficiency of Multiple eDNA Sampling Methods for Monitoring Vertebrate Diversity in Mountainous Region为题，发表于《Environmental DNA》。

该研究得到来云南省科学技术厅科技规划项目、云南省重大科技专项以及云南省林业草原局等项目的资助。

图示 三种 eDNA 采样方式检测出脊椎动物的两两分类学比较。右侧的三角形中，绿色分支表示在右列对应的土地覆盖类型中 OTU 数量相对更丰富的分类单元，棕色分支则表示在上方行对应的土地覆盖类型中 OTU 数量相对更丰富的分类单元。分支宽度代表在某个分类学等级下的 OTU 数量，颜色表示 OTU 数量在 log2 维度上的相对差异。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/edn3.70168。

作者：王运宇