[發明專利]一種基于環境DNA的過魚通道效果監測和評估方法

在審

• 申請號: 202010635787.4
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111690725A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 朱書禮;李新輝;李捷;李躍飛;陳蔚濤;楊計平;武智
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院珠江水產研究所
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;C12Q1/6888;G16B25/20;G16B30/10
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 李枝玲

本發明公開了一種基于環境DNA的過魚通道效果監測和評估方法，包括如下步驟：S1、在過魚通道的入口、出口和休息池設置3個采樣點，采集水樣并保存；S2、將采集的水樣進行抽濾，然后提取總的環境DNA；S3、以提取的總的環境DNA為模板，利用設計的引物進行PCR擴增16S rDNA序列，獲得PCR產物；S4、將PCR產物回收、純化，進行高通量測序，獲得PCR產物序列；S5、建立魚類16S rDNA序列比對數據庫；S6、通過BLAST在NCBI數據庫和已構建的數據庫查找同源序列，確定魚類物種信息；S7、統計所獲得的魚類物種信息，完成過魚通道效果的監測和評估，與其他現有方法相比，無需進行大量的捕撈作業或儀器的操作，采樣簡單，而且不會對魚類造成傷害，有利于魚類的保護。

技術領域

本發明涉及分子生態學技術領域，具體為一種基于環境DNA的過魚通道效果監測和評估方法。

背景技術

過魚通道是供魚類通過攔河水閘或壩的人工設施，由于水利工程的修建破壞了河流的連通性，阻礙了河流中魚類的洄游和物質的傳輸，嚴重威脅魚類的生物多樣性，為了緩解水利工程造成的負面影響，一般通過在水閘或壩上修建過魚通道來保護魚類的自然生活習性，實現上下游魚類洄游和種群的交流；

過魚通道效果監測和評估的研究起步較晚，對于效果的監測和評估沒有統一的標準；雖然相關研究已有報道，但世界范圍內數以萬計的過魚通道，絕大多數都未被監測和評估，過魚通道效果監測和評估通常采用的方法有張網法、堵截法、視頻監測、水聲學和遙感法等，但這些方法也存在弊端，比如對魚類造成損傷、消耗時間長、儀器設備使用成本高、不便于操作；

環境DNA(environmental DNA,eDNA)在20世紀80年代就被提出，初期僅應用于微生物研究，是指環境樣品中，例如土壤、空氣、水體、沉積物等，有機體脫落釋放的DNA，隨著分子生物學技術的發展，可以利用環境中包含的DNA進行物種的鑒定，近年來，eDNA技術被應用于水環境中來確定物種是否存在。

發明內容

本發明提供一種基于環境DNA的過魚通道效果監測和評估方法，可以有效解決上述背景技術中提出過魚通道效果監測和評估的研究起步較晚，對于效果的監測和評估沒有統一的標準；雖然相關研究已有報道，但世界范圍內數以萬計的過魚通道，絕大多數都未被監測和評估，過魚通道效果監測和評估通常采用的方法有張網法、堵截法、視頻監測、水聲學和遙感法等，但這些方法也存在弊端，比如對魚類造成損傷、消耗時間長、儀器設備使用成本高、不便于操作的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于環境DNA的過魚通道效果監測和評估方法，包括如下步驟：

S1、在過魚通道的入口、出口和休息池設置3個采樣點，采集水樣并保存；

S2、將采集的水樣進行抽濾，然后提取總的環境DNA；

S3、以提取的總的環境DNA為模板，利用設計的引物進行PCR擴增16S rDNA序列，獲得PCR產物；

S4、將PCR產物回收、純化，進行高通量測序，獲得PCR產物序列；

S5、建立魚類16S rDNA序列比對數據庫；

S6、通過BLAST在NCBI數據庫和已構建的數據庫查找同源序列，確定魚類物種信息；

S7、統計所獲得的魚類物種信息，完成過魚通道效果的監測和評估。

根據上述技術方案，所述S1中采集水樣分別在表層、中層和下層各采集3次水樣，每次采集2L水樣，樣品保存要置于4℃冷藏，并在24h內進行抽濾處理。

根據上述技術方案，所述S2中水樣抽濾使用的濾膜規格為0.45μm孔徑的硝酸纖維素無菌過濾膜，樣品抽濾后直接提取DNA或者置于-20℃保存，總的環境DNA的提取采用氯仿萃取法提取或使用DNA提取試劑盒。