eDNA技術(shù)在水生態(tài)學(xué)研究中的發(fā)展和應(yīng)用

王賽 王團(tuán)團(tuán) 黃麗波

摘 要：隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，eDNA（environmental DNA）技術(shù)已成為一種新的監(jiān)測(cè)手段，在國(guó)際上被廣泛應(yīng)用。eDNA是指生物體通過唾液、糞便、分泌物和皮膚脫落等釋放到環(huán)境中的無細(xì)胞DNA，因此，eDNA的采集和檢測(cè)具有環(huán)境友好、易于取樣和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可以提供實(shí)時(shí)的物種分布和群落多樣性信息。本文從eDNA的發(fā)展歷程、研究方法及其在水生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用（如監(jiān)測(cè)入侵種和瀕危物種，追蹤物種生活史過程，推算種群的豐度和生物量，反映生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化）等方面進(jìn)行介紹，闡明eDNA技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的適用性和重要性，指出當(dāng)前eDNA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足之處，并展望了eDNA在生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的科研前景。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng);生物多樣性;入侵種;瀕危物種;生活史過程

中圖分類號(hào)：Q178文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）17-0125-05

Development and Application of eDNA Technology in

Water Ecology Research

WANG Sai WANG Tuantuan HUANG Libo

（Skyte Testing Services Guangdong Co.， Ltd.，Shenzhen Guangdong 518101）

Abstract： Due to the rapid development of molecular biology， eDNA （environmental DNA） technology has become a new monitoring method and is widely used in the world. eDNA refers to cell-free DNA released into the environment through saliva， feces， secretions and skin shedding， therefore， the collection and detection of eDNA has the advantages of environmental friendliness， easy sampling and high sensitivity， and can provide real-time information on species distribution and community diversity. In this paper， the development history， research methods and application of eDNA in water ecology （such as monitoring invasive species and endangered species， tracing the life history process of species， calculating the abundance and biomass of population， and reflecting the change of ecosystem structure） are introduced， and the applicability and importance of eDNA technology in ecological environment monitoring are expounded， and the advantages and disadvantages of current eDNA technology are pointed out， and the research prospect of eDNA in ecology and environmental science is prospected.

Keywords： ecosystem;biodiversity;invasive species;endangered species;life history process

近50年來，隨著人口數(shù)量的不斷增加和城市化的快速擴(kuò)張，野生動(dòng)植物的生存空間日益受到威脅，越來越多的物種開始趨于瀕危甚至滅絕，人和自然的和諧關(guān)系被打破。包括河流、湖泊和海洋在內(nèi)的水生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要，然而，人類無休止的生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)被過度開發(fā)和利用，水生生物的物種數(shù)量和多樣性不斷降低。在此背景下，研發(fā)出一套環(huán)境友好、高效準(zhǔn)確的生物檢測(cè)技術(shù)，并將其應(yīng)用于水生態(tài)和水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，對(duì)制定科學(xué)的管理策略和維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定具有重要意義。

傳統(tǒng)的水生生物調(diào)查是對(duì)魚類、底棲動(dòng)物、浮游生物等進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)采集，然后在實(shí)驗(yàn)室中根據(jù)形態(tài)學(xué)特征對(duì)采集的物種進(jìn)行識(shí)別。傳統(tǒng)調(diào)查方法存在明顯的局限性，主要表現(xiàn)在四點(diǎn)：對(duì)生態(tài)環(huán)境造成直接的人為干擾，且干擾強(qiáng)度隨調(diào)查范圍和樣品數(shù)量的增加而增大;一些個(gè)體密度低的物種難以被捕獲，會(huì)影響最終的調(diào)查結(jié)果;通過網(wǎng)具捕撈方式來獲取目標(biāo)生物本體，對(duì)易危、瀕危物種的危害較大;對(duì)從事物種鑒定人員的技術(shù)要求較高，對(duì)樣本的完整性要求也較高。

近年來，隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，物種鑒定已從傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類過渡到分子遺傳學(xué)分類，而eDNA（environmental DNA）技術(shù)的發(fā)展為生物多樣性監(jiān)測(cè)提供了一種新的手段，成為生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)研究的熱點(diǎn)。采用eDNA技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)不需要采集目標(biāo)生物本體，對(duì)所調(diào)查的物種及其所在的生物群落不構(gòu)成影響，是一種更為環(huán)境友好的調(diào)查方法。傳統(tǒng)生物監(jiān)測(cè)方法和eDNA監(jiān)測(cè)方法的區(qū)別如圖1所示。

1 eDNA技術(shù)的基本概述

脫氧核糖核酸（DNA）作為遺傳信息存在于生物體的每個(gè)細(xì)胞中，當(dāng)生物體在環(huán)境中生長(zhǎng)活動(dòng)時(shí)，其血液、組織、黏液、鱗片、糞便、尿液中的DNA會(huì)隨時(shí)釋放到周邊環(huán)境中，形成游離態(tài)的eDNA。由于每種生物的DNA都存在特定的保守序列，且游離的DNA在外部環(huán)境中半衰期很短，因此eDNA可反映實(shí)時(shí)的物種分布和組成情況。eDNA技術(shù)的研發(fā)為更多的物種和更廣泛的地理區(qū)系提供了生物多樣性信息，填補(bǔ)了古生態(tài)學(xué)和古生物學(xué)、現(xiàn)代研究分析和長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)之間的空白。此外，eDNA技術(shù)可用于測(cè)試需要長(zhǎng)時(shí)間尺度和廣泛分類范圍的生態(tài)理論、假設(shè)和模型，這有助于更深入地了解群落結(jié)構(gòu)變化和關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)過程。

現(xiàn)階段，定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（qPCR）和基于高通量測(cè)序（High-throughput Sequencing）的宏條形碼（Metabarcoding）技術(shù)是常用的eDNA分析方法。該方法首先從環(huán)境介質(zhì)（水、土壤、沉積物）中提取DNA，再對(duì)基因組的特定DNA片段進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）擴(kuò)增和高通量測(cè)序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物群落在一定時(shí)期（幾年、幾百年甚至上千年）的監(jiān)測(cè)。eDNA的工作流程主要由四個(gè)部分組成：研究設(shè)計(jì)、野外取樣、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和生物信息學(xué)分析。其中，研究設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，主要關(guān)注科學(xué)假設(shè)、關(guān)鍵問題、目標(biāo)分類群等;野外取樣包括在DNA提取之前將收集的樣本進(jìn)行濃縮、保存或冷凍;實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)獨(dú)特核苷酸序列，從而將多個(gè)樣品合并在一起，進(jìn)行高通量測(cè)序;最后一步是使用強(qiáng)大的生物信息學(xué)計(jì)算工具來處理測(cè)序儀的輸出結(jié)果。

2 eDNA技術(shù)的發(fā)展歷程

eDNA技術(shù)的發(fā)展歷程如圖2所示。eDNA研究始于1987年，OGRAM等通過檢測(cè)沉積物中的DNA來分析微生物的種類組成[1]。1990年，GIOVANNONI等采用PCR和克隆方法分析了海洋浮游細(xì)菌中16S rRNA的基因多樣性，發(fā)現(xiàn)了新的微生物組——SAR11，該研究首次報(bào)道了DNA宏條形碼[2]。1998年，HANDELSMAN等采用宏基因組學(xué)方法分析了土壤中的DNA，發(fā)現(xiàn)微生物合成生物活性分子的新途徑[3]。進(jìn)入21世紀(jì)，以克隆為基礎(chǔ)的宏基因組學(xué)和DNA宏條形碼技術(shù)在微生物學(xué)研究中被廣泛使用。2000年，RONDON等開始使用“environmental DNA”一詞，他們利用土壤中提取的DNA來分析微生物多樣性，發(fā)現(xiàn)了之前未識(shí)別出的細(xì)菌種類[4]。2008年，F(xiàn)CETOLA等發(fā)現(xiàn)即使目標(biāo)水域內(nèi)的牛蛙（Rana catesbeiana）數(shù)量很少（僅1～2只/km2），也可采用eDNA技術(shù)檢測(cè)到該物種的存在，這是世界上首個(gè)將eDNA技術(shù)應(yīng)用于水生態(tài)研究的案例[5]。

2010年后，各國(guó)研究者將eDNA技術(shù)應(yīng)用于不同的水生態(tài)研究中，均證實(shí)了該技術(shù)具有較高的靈敏性和有效性。JERDE等采用eDNA方法在美國(guó)大湖的運(yùn)河中檢測(cè)出鰱（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙（H.nobilis）等外來物種的存在[6]。GOLDBERG等采用多種DNA提取和PCR方法對(duì)eDNA技術(shù)進(jìn)行完善，并成功檢測(cè)到河流中的兩棲類（Dicamptodon aterrimus和Ascaphus montanus）[7]。近年來，應(yīng)用eDNA技術(shù)監(jiān)測(cè)脊椎動(dòng)物的研究不斷增加。BARNES等綜述了eDNA在生態(tài)學(xué)和保護(hù)遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用[8]。BOHMANN等和REES等綜述了eDNA在監(jiān)測(cè)生物多樣性和追蹤野生動(dòng)物中的應(yīng)用[9-10]。這些報(bào)道為eDNA技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

3 eDNA技術(shù)的研究方法

目前，eDNA常用的檢測(cè)方法包括PCR、熒光定量PCR以及高通量測(cè)序，與傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類相比，這些方法都具備省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn)。作為一種定性分析方法，傳統(tǒng)PCR和Sanger測(cè)序是對(duì)目標(biāo)DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增和序列比對(duì)，可以檢測(cè)到環(huán)境中目標(biāo)物種的DNA殘留，從而識(shí)別水體中是否存在該物。與傳統(tǒng)PCR相比，熒光定量PCR不僅可以檢測(cè)到目標(biāo)物種是否存在，還可以對(duì)該物種的豐度和生物量進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。高通量測(cè)序又稱二代測(cè)序，能夠一次對(duì)幾十萬至幾百萬條DNA分子序列進(jìn)行測(cè)定。eDNA與高通量測(cè)序的結(jié)合被稱為eDNA宏條形碼（eDNA Metabarcoding）技術(shù)，該技術(shù)先從環(huán)境樣品中提取DNA，再借助高通量測(cè)序分析其物種組成，進(jìn)而揭示群落水平上的生物多樣性。在太湖流域，孫晶瑩等以5種常見的枝角類為對(duì)象，建立了一套基于eDNA宏條形碼技術(shù)的浮游動(dòng)物定量方法[11]。在黃海南部和東海北部，趙夢(mèng)迪采用eDNA宏條形碼技術(shù)對(duì)魚類的空間分布格局進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)到的魚類都是該區(qū)域的常見種，雖然有部分魚類為罕見種，但都有報(bào)道曾經(jīng)在研究區(qū)域出現(xiàn)過，在各點(diǎn)位通過eDNA檢測(cè)出的優(yōu)勢(shì)種與傳統(tǒng)捕撈采集到的優(yōu)勢(shì)種匹配度極高，說明eDNA方法與傳統(tǒng)調(diào)查方法所得結(jié)果具有一致性[12]。

4 eDNA技術(shù)在水生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用

4.1 與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的互補(bǔ)

傳統(tǒng)的水生生物資源調(diào)查常借助網(wǎng)、籠等捕撈工具進(jìn)行，這在監(jiān)測(cè)一些常見種時(shí)尚可使用，但在監(jiān)測(cè)一些罕見種或隱蔽種時(shí)，由于目標(biāo)生物的個(gè)體數(shù)量少、捕獲率低，傳統(tǒng)調(diào)查方法難以開展。此外，在野生動(dòng)植物資源不斷減少的當(dāng)下，傳統(tǒng)的侵入式調(diào)查很可能對(duì)目標(biāo)物種的種群繁衍構(gòu)成威脅，某些極端的捕獲方式甚至起到相反的作用，會(huì)減少被調(diào)查物種的數(shù)量，加速該物種的衰退。從環(huán)境友好的角度出發(fā)，eDNA方法只需要對(duì)環(huán)境中殘留的DNA進(jìn)行提取、擴(kuò)增和測(cè)序，無須捕獲目標(biāo)生物本體，且PCR的理論檢測(cè)限低于1 pg，靈敏度高，能更準(zhǔn)確識(shí)別出環(huán)境中的罕見種，大大降低了監(jiān)測(cè)頻率和采樣成本。在發(fā)達(dá)國(guó)家，采用eDNA技術(shù)監(jiān)測(cè)大型水生生物已有較多成功案例。例如，DEJEAN等以牛蛙為研究對(duì)象，EVANS等以美洲紅點(diǎn)鮭（Salvelinus fontinalis）為研究對(duì)象，Sigsgaard等以縱帶泥鰍（Misgurnus fossilis）為研究對(duì)象，將eDNA方法與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比，均發(fā)現(xiàn)eDNA方法比傳統(tǒng)方法在物種檢測(cè)方面更加快捷有效[13-15]。

4.2 監(jiān)測(cè)入侵種和瀕危物種

生物入侵對(duì)土著種的威脅極大，可導(dǎo)致生物多樣性水平迅速下降，嚴(yán)重時(shí)可造成生態(tài)系統(tǒng)的衰退，因此，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵種并加以防范，必要時(shí)需要采取有效的措施加以控制。采用eDNA方法可以較早地發(fā)現(xiàn)入侵種的蹤跡，目前，已經(jīng)在監(jiān)測(cè)鯉（Cyprinus carpio）、蝸牛（Potamopyrgus antipodarum）和克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）等入侵種的研究中得到證實(shí)[16-18]。eDNA作為一種非侵入式手段，可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查的不足，在尋找稀有、隱蔽物種方面十分有效，同時(shí)可以對(duì)易危、瀕危物種起到保護(hù)作用。DAVY等研究了8種淡水龜?shù)姆N群分布情況，發(fā)現(xiàn)eDNA技術(shù)在龜類資源調(diào)查中適用性極高，可進(jìn)一步應(yīng)用于瀕危龜類的監(jiān)測(cè)[19]。RENAN等采用eDNA技術(shù)發(fā)現(xiàn)了消失多年的巴勒斯坦油彩蛙（Latonia nigriventer），并找到該物種分布的主要區(qū)域[20]。此外，2012年通過eDNA技術(shù)在波羅的海找到領(lǐng)航鯨（Globicephala macrorhynchus），2018年通過eDNA技術(shù)確認(rèn)了全球第四只斑鱉（Rafetus swinhoei）生活在越南[21-22]。這些報(bào)道都是eDNA技術(shù)應(yīng)用于瀕危物種監(jiān)測(cè)的成功案例。

4.3 追蹤物種生活史過程

由于eDNA采樣對(duì)目標(biāo)物種的干擾小，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞性低，且比傳統(tǒng)的調(diào)查方法更為靈敏，可用于監(jiān)測(cè)不同時(shí)間段、棲息于不同生境中的物種。通過檢測(cè)水中eDNA的濃度變化，可以獲取目標(biāo)物種的生殖洄游、產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)及遷移路徑等生活史信息。國(guó)外學(xué)者在利用eDNA研究?jī)蓷惖姆N質(zhì)資源分布時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)隱鰓鯢（Cryptobranchus alleganiensis）和疣螈（Triturus cristatus）進(jìn)入繁殖期和孵化期后，其棲息地周邊水體中的eDNA濃度達(dá)到峰值[23-24]。ERICKSON等利用eDNA技術(shù)預(yù)測(cè)了鳙的種群入侵、產(chǎn)卵場(chǎng)位置和成魚遷移路徑，發(fā)現(xiàn)沿著鳙的入侵和遷移路徑采集的水體中eDNA濃度要明顯高于沒有鳙游經(jīng)的水體[25]。BYLEMANS等研究發(fā)現(xiàn)，eDNA濃度變化可用于指示澳洲麥?zhǔn)削|（Macquaria australasica）的產(chǎn)卵時(shí)間和繁殖地點(diǎn)，并可推廣到監(jiān)測(cè)其他瀕危魚類的產(chǎn)卵過程[26]。這些研究均能說明，eDNA技術(shù)可以在追蹤特定物種的關(guān)鍵生活史過程中發(fā)揮重要作用。

4.4 推算物種豐度和生物量

研究表明，水環(huán)境中的eDNA濃度和水生生物的豐度或生物量之間存在一定的線性關(guān)系，說明可以利用eDNA技術(shù)評(píng)估水生生物的資源量。例如，PILLIOD等采用傳統(tǒng)調(diào)查方法和eDNA方法對(duì)美國(guó)愛達(dá)荷州13條河流的生物多樣性進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)生物的eDNA濃度與野外調(diào)查所得的物種豐度和生物量顯著相關(guān)[27]。DOI等將日本佐波河的浮潛調(diào)查結(jié)果與eDNA檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)香魚（Plecoglossus altivelis）的eDNA濃度與其豐度和生物量之間相關(guān)性極高[28]。EVANS等測(cè)定了8種淡水魚類和1種兩棲類的線粒體基因片段，發(fā)現(xiàn)序列復(fù)制數(shù)與這9個(gè)物種的豐度顯著相關(guān)[29]。SALTER等將傳統(tǒng)拖網(wǎng)調(diào)查結(jié)果與eDNA檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)大西洋鱈（Gadus morhua）的捕獲量與定量PCR結(jié)果顯著相關(guān)[30]。這些結(jié)果都說明eDNA技術(shù)在評(píng)估水生生物資源量方面極具應(yīng)用潛力。LACOURSIERE-ROUSSEL等總結(jié)了已報(bào)道的eDNA濃度與物種豐度之間密切相關(guān)的大量例證，提出eDNA技術(shù)可以用于評(píng)估淡水和海洋經(jīng)濟(jì)魚類的區(qū)域性資源量，并認(rèn)為eDNA在漁業(yè)資源評(píng)估和管理方面具有廣闊的應(yīng)用前景[31]。

4.5 反映生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化

生態(tài)監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要方面是反映生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)用eDNA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)測(cè)生物在不同群落和不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的動(dòng)態(tài)，從而提供與生態(tài)系統(tǒng)變化過程相關(guān)的重要信息。DJURHUUS等對(duì)美國(guó)蒙特雷灣的海水樣品進(jìn)行了eDNA檢測(cè)，分析了此片海域的生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)組成，揭示了不同物種之間的“捕食-被捕食”關(guān)系，模擬了群落結(jié)構(gòu)變化與環(huán)境因子之間的響應(yīng)，他們認(rèn)為采用eDNA方法開展長(zhǎng)期野外監(jiān)測(cè)可以揭示海洋生態(tài)系統(tǒng)變化的重要過程，并為保護(hù)敏感物種提供科學(xué)依據(jù)[32]。HOLMAN等對(duì)英國(guó)4個(gè)碼頭區(qū)的水體和沉積物樣品進(jìn)行了eDNA檢測(cè)，并與歷史結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)了含新引進(jìn)物種在內(nèi)的多個(gè)外來種，凸顯了eDNA技術(shù)在研究外來種入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響方面的實(shí)用性[33]。SIGSGAARD等在丹麥沿海進(jìn)行了為期1年的水樣采集和浮潛觀察，采用eDNA技術(shù)對(duì)水樣進(jìn)行了分析，并與已有的7年歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，eDNA鑒定的基因序列分類單元（OTUs）隨魚類群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)性變化而變化，盡管浮潛觀察結(jié)果與eDNA結(jié)果存在差異，但是通過浮潛觀察到的絕大多數(shù)魚類都可以在eDNA檢測(cè)結(jié)果中獲得，該研究證明了eDNA在揭示海洋魚類群落結(jié)構(gòu)季節(jié)性變化中的重要應(yīng)用價(jià)值[34]。

5 eDNA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足

目前，作為一種新的水生生物監(jiān)測(cè)手段，eDNA技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物多樣性調(diào)查、物種豐度和生物量評(píng)估、外來種早期監(jiān)測(cè)等研究領(lǐng)域。與傳統(tǒng)野外調(diào)查相比，eDNA技術(shù)具有五大優(yōu)勢(shì)。一是靈敏度高。該技術(shù)適用于對(duì)個(gè)體密度低的罕見種、隱蔽種以及瀕危物種的定性監(jiān)測(cè)，這一點(diǎn)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法很難做到。二是高效省時(shí)。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，eDNA技術(shù)可以最大限度地降低人力、物力和時(shí)間成本。三是操作簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)調(diào)查方法需要依靠形態(tài)學(xué)分類特征進(jìn)行定性分析，要求從業(yè)人員具備豐富的物種鑒定經(jīng)驗(yàn)，而eDNA技術(shù)只要求從業(yè)人員懂得基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)從業(yè)人員的要求大大降低。四是受外界環(huán)境影響小。傳統(tǒng)生物采集方法受到季節(jié)、天氣、水文等諸多因素影響，而eDNA采集只需要獲取一定的水樣或沉積物即可，即使在惡劣的條件下也可以操作。五是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾低。傳統(tǒng)生物采集需要使用捕撈工具，在捕撈目標(biāo)生物的同時(shí)也會(huì)影響其他生物群落，而eDNA技術(shù)只需要采集環(huán)境樣品，不對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成任何干擾。

雖然eDNA技術(shù)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比更具優(yōu)勢(shì)，但它同時(shí)也存在不足之處。一是過度依賴數(shù)據(jù)庫(kù)。由于eDNA的檢測(cè)結(jié)果必須使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息不夠全面，就會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。二是存在樣品交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。野外采集的環(huán)境樣品在收集、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室處理和上機(jī)檢測(cè)過程中都可能與周邊環(huán)境（如試劑）發(fā)生交叉感染，風(fēng)險(xiǎn)較高，導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)誤差。三是環(huán)境因子的影響無法規(guī)避。某些環(huán)境因子可能會(huì)影響eDNA的產(chǎn)生和降解速率，目前，環(huán)境因子對(duì)eDNA檢測(cè)結(jié)果的影響大小和作用機(jī)理還無法確定，需要研究人員進(jìn)一步考證。四是精準(zhǔn)度仍然有待提升。就eDNA的檢測(cè)結(jié)果而言，它在時(shí)間和空間尺度上的檢測(cè)精準(zhǔn)度還相對(duì)較低，仍有待進(jìn)一步提升。

6 結(jié)論

與傳統(tǒng)方法相比，eDNA技術(shù)具有環(huán)境友好、數(shù)據(jù)客觀、高靈敏度、省時(shí)省力和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于生物多樣性調(diào)查、物種豐度和生物量評(píng)估、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、外來入侵種早期監(jiān)測(cè)等研究領(lǐng)域。近年來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高通量測(cè)序的成本大幅降低，數(shù)據(jù)庫(kù)中的基因組信息日趨完善，eDNA檢測(cè)的準(zhǔn)確性也在不斷提升，在不久的將來，基于eDNA技術(shù)的生物多樣性分析有望成為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的常規(guī)指標(biāo)之一。對(duì)于長(zhǎng)期從事野外生物調(diào)查的科研工作者和技術(shù)人員而言，進(jìn)一步開發(fā)和優(yōu)化eDNA的定性和定量檢測(cè)方法，擴(kuò)大eDNA技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和研究范圍，將是生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

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