1、eDNA技术
环境DNA(EnvironmentalDNA,eDNA)技术依赖于环境样本中的DNA片段来检测物种的存在。具体来说，DNA作为遗传信息存在于生物的每个细胞中，当个体于所处环境活动时，其所夹带的DNA将散落到环境中，经由环境样本采集、DNA提取、高通量测序及序列比对流程，即可获取环境样本中DNA所属物种的分类学信息（图1），进而研究生态环境中各物种多样性程度、生活史过程、濒危程度等。期许透过此技术揭开自然界生态之密，并赋能保护生物多样性为首要目标。
图1.环境DNA(eDNA)流程示意图02、鱼类多样性检测eDNA技术应用之一
鱼类多样性是水生生态系统健康监测的关键指标，研究鱼类多样性可以有效地了解水生生态系统的变化和状态，为资源保护、生态系统恢复、渔业资源的可持续利用和科学管理提供重要的参考。传统鱼类多样性的评估方法主要通过使用网具、电捕、手钓、水声学和视觉观察来捕获或观察鱼类，普遍存在调查费用高、所需时间久、采样效率低、对生物的破坏性大以及严格依赖鱼类分类学专家等缺点，使鱼类多样性的研究受到一定的限制。
图2.传统鱼类多样性的评估方法eDNA宏条形码技术具有操作简单、灵敏度高、对生物体以及生态系统无破坏性、不受水域以及渔业政策影响等一系列优势。现场工作也仅限于收集水样，且水样所需较少，相比于传统方法缩短了现场采样时间和成本，非专业人员也能在较短的时间内进行大规模采样。eDNA宏条码技术是调查和评估鱼类多样性的一个潜在的强大工具，非常适合用于生态系统鱼类多样性的研究。
图3.eDNA监测鱼类多样性示意图eDNA宏条形码技术通过环境样本DNA，选取特定序列扩增并进行高通量测序，而后进行序列检索比对来鉴定环境中存在的目标生物类群物种组成。但由于环境样本中DNA片段小，以及高通量测序长度的限定，就需要比较短的物种特异性序列。Miya等（RSocOpenSci,）开发了一套12SrDNA基因的环境DNA通用PCR引物，针对种鱼类线粒体中具有的~bp超可变区域。该序列片段即使在只获得少量DNA的情况时也可以很容易地扩增，而且它在物种之间也有很高的差异，现广泛应用于鱼类多样性研究。
03、鱼类生境eDNA提取方法的建立
从环境中获取高质量的DNA片段是成功检测的前提。eDNA的获取包括环境样本的采集、保存和提取等步骤。在实验过程中研究人员会根据成本、取样的便利性以及个人喜好选择实验方法。不同的方法组合会对eDNA的产量和质量产生很大的影响，进而影响目标物种的检测率，尤其是针对稀有物种的检测。
南海水产研究所李敏博士课题组（联合华南农业大学）以典型的河口生态系统（珠江河口）为例，评估了不同富集方法、材质滤膜、水体量、保存方法和提取策略对eDNA获取的影响，构建了河口海域高质量eDNA富集方案（Ruanetal.,；李红婷等，），同时美格基因也与李敏博士达成高质量eDNA富集方案的接入与合作。
图4.eDNA提取实验设计（上图：李红婷等，；下图：Ruanetal.,）
图5.组合方案获得的eDNA浓度与纯度比较（上图：李红婷等，；下图：Ruanetal.,）
04、鱼类条形码数据库的建立
12SrDNA基因的鱼类条形码数据库整合MitoFish和GenBank等公共数据库外，也整合通过底拖网采集珠江河口鱼类标本所测得序列。目前此数据库共计条12rDNA序列，隶属于86目科属种。
图6.数据库鱼类种类组成1.蒋佩文,等.基于线粒体COI和12SrDNA基因构建珠江河口鱼类DNA宏条形码数据库[J].南方水产科学.,18(3).doi:10./.
05、相关文章应用实例
标题：eDNAmetabarcodingasapromisingconservationtoolformonitoringfishdiversityinacoastalwetlandofthePearlRiverEstuary