Udvandet biodiversitet:Prøvetype er kritisk i miljø -DNA -undersøgelser til bioovervågning

DNA-baseret bioovervågning afhænger af artsspecifikke segmenter af organismer DNA til deres taksonomiske identifikation og går hurtigt fremad for overvågning af hvirvelløse samfund på tværs af forskellige økosystemer. De anvendte analytiske metoder varierer fra detektion af enkeltarter til analyse af miljøprøver i bulk, afhænger i høj grad af fokus for datagenerering. Imidlertid, til ferskvandssystemer, der mangler ofte hensyn til den optimale prøvetype til maksimal påvisning af makroinvertebrater.

Økologi, livsfase og habitatpræference (dvs. bentisk eller vandsøjle) af makroinvertebrater påvirker i sidste ende DNA -detektionshastigheden afhængigt af den udtagne prøveudtagning. DNA-baserede bioovervågningsdata indsamlet for ferskvandsmakroinvertebrater fokuserer ofte på påvisning af bioindikatorgrupper Ephemeroptera (mayflies), Plecoptera (stenfluer), Trichoptera (caddisflies) og Odonata (guldsmede og damselflies), at udlede ferskvandssystemers sundhedstilstand.

I deres larvestadium, disse makroinvertebrater - almindeligvis omtalt som EPTO - indtager benthos i floder, søer, damme, og vådområder. I betragtning af dette, vandprøver er blevet foreslået som en surrogatkilde til makroinvertebrat -DNA, på trods af manglende forståelse for, om vand giver tilstrækkelig taksonomisk genvinding af makroinvertebrater, især af EPTO -grupper.

For at løse dette, et nylig samarbejde mellem Hajibabaei Lab (Center for Biodiversity Genomics, University of Guelph) og forskere ved Environment and Climate Change Canada resulterede i et papir i PLOS One undersøge genopretning af makroinvertebrater, især EPTO, i lavvandede vådområder ved åbent vand ved at sammenligne matchede vand- og bulk-væv-DNA-prøver.

Samlet set, de fandt ud af, at meget få taxa blev delt mellem bulk-benthos og vandprøver, med en meget større rigdom af makroinvertebrater taxa genvundet fra benthos. Især EPTO-grupper var stærkt forbundet med bulk-benthos-prøver, med begrænsede EPTO -familier påvist i alle matchede vandprøver.

"Dette uberørte, vådområdeundersøgelsessystem er fremragende til at sammenligne den relative påvisning af disse taxa uden påvirkning af vandgennemstrømning, "sagde hovedforfatter prof. Mehrdad Hajibabaei. Undersøgelsen illustrerer, hvordan prøvevalg er en kritisk faktor for en omfattende vurdering af den totale makroinvertebrater biodiversitet." Denne forskning er afgørende for at informere store projekter som STREAM, hvor en stor mængde bentiske makroinvertebratdata nu genereres ved hjælp af en standardiseret DNA-baseret metode. "

"Artenes påviselighed er en vigtig overvejelse ved design af bioovervågningsprogrammer, "sagde Dr. Donald Baird, medforfatter og forsker med miljø og klimaændringer Canadas direktør for vandvidenskab og teknologi. "Vores undersøgelse viser klart, at adgang til makroinvertebrater DNA -vandprøver ikke kan erstatte opsamling af masser af organismer, da størstedelen af ​​kritiske indikatorer taxa simpelthen ikke opdages, når vi ved, at de er til stede. "

Eliminering af falske negativer og positive er afgørende for at oprette baseline -data af høj kvalitet til bestemmelse af sundhedsstatus for canadiske vandområder. "Der er behov for konsistens af bioovervågningsdata ved vurdering af den samlede biodiversitet, og bulk-benthos-prøver giver tilstrækkelig taksonomisk dækning, der er både omkostningseffektiv og effektiv, "sagde Dr. Chloe Robinson, medforfatter og projektleder for STREAM.

Denne undersøgelse understreger den kritiske karakter af at vælge repræsentative prøveudtagningsmetoder for at maksimere DNA -indfangning fra målorganismer, samtidig med at man undgår at fortynde mangfoldigheden, at muliggøre informerede beslutninger vedrørende ferskvands sundhed.