白虎 女優 真迈生物便携式eDNA富集仪助力水生态盘问和物种保护

近日，真迈生物统一深圳市环境科学盘问院在FrontiersinEnvironmentalScience上发表题为“Waterfilter:ArapidwaterenvironmentalDNAcollectorinthefield”的科研结果白虎 女優，系统容颜了一款新式便携式eDNA富集仪——GMdual-channelwaterfilter（以下简称为GMeDNA富集仪）的基本构成及责任经过，并提供了一系列基准测试的比较。

该eDNA富集仪可用于田野大体积水样的快速过滤（使用0.22μm过滤膜，完结10分钟内完成10升水的过滤），并配备一套适用于大型滤膜(ø100mm)的DNA索求试剂盒（GMWaterFilterDNAExtractionKit，以下简称为GM索求试剂盒），在田野水样集结和生物万般性监测限度具有显耀上风：

1灵验减少过滤时代，显耀普及采样遵守，为快速反馈田野功课需求提供了保险；

2减少了对大体积水样输送的依赖，幸免了资料输送可能对样本形成的羞辱和降解风险；

3保护eDNA完满性，快速过滤最大抵制地减缓了eDNA的降解，确保了eDNA分子的完满性，为后续的物种精湛和生物监测提供了可靠的基础。

这项改进简化了大体积水样eDNA集结的经过，为生物万般性监测和物种保护责任提供了有劲的时代维持。

布景先容

环境DNA（EnvironmentalDNA，eDNA）是生物与环境互相作用时留住的微量DNA，不错从万般环境样品(泥土、千里积物和水体等)中获取。水生生态系统是东谈主类赖以糊口和发展的要害当然资源之一。通过径直索求水环境中的DNA片断，然后控制高通量测序时代进行生物物种的定性或定量分析，照旧成为一种新的水生生物造访门径，在生物入侵的防治、濒危物种的保护、生物万般性的造访以及生物量的评估等方面具有粗拙应用。

水环境eDNA分析时常需要将水样过滤，使eDNA被幽囚在滤膜上，并通过保存滤膜完结eDNA的集结。采样体积时常在15ml至10L之间，1-2L的采样量最常见。关于看重物种，需要加多采样体积以普及eDNA的浓度。因此，大要在田野赶紧完成大体积水样的过滤关于后续eDNA索乞降测序责任齐至关要害，有助于确保eDNA的完满性和测序的质地。已报谈的职守式eDNA采样建筑Smith-RootANDe™system，流速阈值为1.0L/min，虽提高了采样速率，并将eDNA的羞辱风险降至最低。然则，该系统适配的滤膜孔径为1µm和5µm，不是时常eDNA盘问中使用的小孔径滤膜(0.22或0.45µm)。另外一款已报谈的便携式水生eDNA过滤系统包含一个便携式泵，可适配0.22µm或0.45µmSterivex过滤器，无回绝过滤速率离别为150.05±7.01mL/min和151.70±6.72mL/min。不言而谕，关于大体积水样的田野过滤来说，这个速率仍然很慢。

GMeDNA富集仪是一款改进的eDNA采样建筑，假想工致便携，合适田野功课。配备9000mA的高容量锂电板，可维持双通谈同期驱动5小时，适配0.22µm或0.45µm孔径的滤膜，并提供高达1L/min的过滤速率，完结10分钟之内完成10L水体的过滤，满足田野eDNA的高效富集需求。

*以下为该盘问结果解读

结果选录

01居品结构及主要时代参数

本建筑由电板、开关、蠕动泵、过滤装配、统一管路、计时器、压力监控装配、进水口、出水口、滤板等构成（图1）。主要时代参数如下：

此外，进水管配备了一个桶状滤网（120目）和一个蝶形过滤器（孔径10µm），可用于浑浊水体的预过滤。

02操作经过

本建筑用户界面直不雅，操作门径省略，有些实验东谈主员以至无需阅读诠释书即可使用。基本经过如下：安装前置预过滤器→统一管路→润洗/消毒→遗弃滤膜，东京热影院启动过滤→集结/保存滤膜→清洗管路。在获取含eDNA的滤膜（直径100mm）后，使用真迈生物团队配套研发的磁珠法DNA索求试剂盒（GM索求试剂盒），完成eDNA索求，用于后续的文库构建和高通量测序。

03GMeDNA富集仪浊度测试

为深刻明白浊度对过滤遵守的影响，盘问东谈主员控制GMeDNA富集仪对10L不同浊度的水体进行了系统性检测（表1），旨在揭示浊度与过滤时代之间的计划性，并评估在何种浊度条目下GMeDNA富集仪过滤性能最优。结果标明：针对浊度低于8NTU的静止水体，GMeDNA富集仪能在10分钟内完成10L水体的过滤责任。然则，进一步的分析发现，浊度与过滤时代之间的干系并非省略的线性干系，一些其他身分，如颗粒物的大小、阵势和化学性质，齐可能对过滤遵守产生影响。

表1GMeDNA富集仪完成不同浊度的10L水体过滤所需要时代

04GM索求试剂盒性能测试

盘问东谈主员率先对GM索求试剂盒在eDNA的完满性、浓度和总量方面的阐发进行了评估，并将其与市面上粗拙使用的入口索求试剂盒——Qiagen和MP试剂盒进行了对比分析。结果标明：GM索求试剂盒索求的eDNA在完满性方面与MP和Qiagen试剂盒比较并无显耀各异(表2)，同期在eDNA浓度和总量上也展现出与Qiagen试剂盒相比好意思的水平，显耀优于MP试剂盒(图2)。具体而言，从换取直径的滤膜中索求eDNA的实验中，GM、MP和Qiagen试剂盒离别得到的总eDNA产量为9.56µg、7.66µg和19.48µg（表2）。

表2三种试剂盒索求的eDNA质地的比较

注：GM组的四个样分内别来自于四张直径100mm的滤膜；MP组的四个样本均源自团结张直径100mm的滤膜（每个样本对应滤膜的一个四分之一扇形区域）；Qiagen组与MP组访佛。

在对eDNA样本的完满性、浓度及总量进行初步评估之后，盘问东谈主员进一步对GM、MP和Qiagen三种试剂盒索求的12例eDNA样本进行了深刻的宏基因组学分析。使用真迈生物FASTASeq300平台进行高通量测序，并使用Kraken2数据库进行物种精湛（图3）。结果透露，在门（Phylum）分类水平上，三个试剂盒所得的物种精湛结果具有高度的一致性。在属（Genus）分类水平上，各试剂盒的精湛结果阐发出一些幽微的各异。这些各异可动力于试剂盒在DNA索求遵守、纯度或物种遮掩度方面的微弱死别，但总体在可摄取鸿沟内。

05GMeDNA富集仪与真空抽滤的比较分析

真空抽滤是eDNA采聚合的一项常用时代。盘问东谈主员对GMeDNA富集仪（GM组）和传统真空抽滤时代（VF组）进行了比较盘问，以评估它们在过滤遵守和所得eDNA样本的生物万般性方面的性能。在eDNA集结遵守的对比盘问中，盘问东谈主员对GMeDNA富集仪和真空抽滤时代在过滤2L水样所需时代进行了测量，离别是27.61±2.67min和644.02±39.74min，GMeDNA富集仪上风显耀。

随后，盘问东谈主员对两种过滤门径所得的eDNA样本进行了宏基因组测序（metagenome），以获取物种精湛信息的各异。同期，使用12S宏条形码测序（metabarcoding）对样本的OTU数目、α万般性和β万般性进行了比较分析。通过Kraken2数据库对测序结果进行物种精湛，以评估两种门径在物种造访和生物万般性评估方面的潜在影响。盘问结果透露，VF组和GM组获取的物种精湛信息及相对丰采具有高度的一致性（图4）。此外，通过12S测序得到的OTU数目在两组间也基本换取，α万般性和β万般性筹算各异均不显耀（图5）。

论断

1.GMeDNA富集仪工致便携，操作省略，电板续航捏久，且适配eDNA盘问常用的小孔径滤膜，不错在10分钟内完成高达10L水样的快速过滤，显耀普及了eDNA集结的遵守；

2.在eDNA的完满性、浓度和总量方面，GM索求试剂盒不错比好意思市面常见的入口eDNA索求试剂盒，且获取高度一致的宏基因组物种精湛结果；

3.与传统的真空抽滤比较，GMeDNA富集仪的过滤时代大幅裁汰，而况获取与真空抽滤样本高度一致的宏基因组物种精湛及12S宏条形码测序结果，阐明了GMeDNA富集仪在eDNA集结遵守和样执行量上的上风。

致谢

诚意感谢深圳市环境科学盘问院、鄱阳湖水文水资源监测中心以及湖南省洞庭湖生态环境监测中心的盘问团队。他们对GMeDNA富集仪的研发提供了珍重提出和专科带领，对姿首的告成鼓励和时代改进通晓了要害作用。

参考文件

LiuY，WuP，FengJ白虎 女優，etal.Waterfilter:ArapidwaterenvironmentalDNAcollectorinthefield[J].FrontiersinEnvironmentalScience，12:1415338.