江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心籌建分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室

為全面提升生物監(jiān)測(cè)能力，加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心于2019年依托新大樓在全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)率先開展分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室籌建工作。

該實(shí)驗(yàn)室建筑面積約200平方米，基礎(chǔ)建設(shè)及實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備投資達(dá)493萬，近期已通過公開招標(biāo)方式采購了一系列分子生物學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括高通量測(cè)序儀（Next-Generation Sequencing Instrument）、核酸全自動(dòng)提取儀（Automated Nucleic Acid Extractor）、熒光定量PCR（Real-Time PCR）、梯度PCR（Gradient PCR）、凝膠發(fā)光成像系統(tǒng)（Chemiluminescence Imager）等。目前實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)人員包括2名博士、2名碩士，計(jì)劃在水生生物物種鑒定、生物多樣性調(diào)查和生物量估測(cè)等方向開展工作。

基于DNA條形碼技術(shù)的生物監(jiān)測(cè)是一種新型、高效、低成本的物種多樣性監(jiān)測(cè)手段。該技術(shù)通過分析水、沉積物和土壤中殘留的微量環(huán)境DNA，在物種水平上準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境中存在的各類生物（從低等微生物到高等脊椎動(dòng)物群落）。該技術(shù)在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下進(jìn)行“無創(chuàng)”取樣，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)全方位“健康體檢”。高通量環(huán)境DNA生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的分析過程基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，減少了人為因素的干擾，便于監(jiān)測(cè)的規(guī)范化和質(zhì)量控制，更加系統(tǒng)、全面地評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。

和傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)物種鑒定相比，DNA條形碼技術(shù)主要具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）將物種之間的外形差異轉(zhuǎn)化為可以量化的DNA序列差異，不再依賴復(fù)雜的物種分類學(xué)知識(shí)，物種鑒定更方便、快捷、培訓(xùn)相應(yīng)的檢測(cè)人員也更簡(jiǎn)單、成本更低；2）將物種鑒定數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)全程計(jì)算機(jī)自動(dòng)化識(shí)別，減少勞動(dòng)力；3）減少物種鑒定中人為因素的干擾，準(zhǔn)確性更高、時(shí)間成本更低。

形態(tài)學(xué)物種鑒定最核心的是物種分類的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，而DNA宏條形碼技術(shù)最核心的是本土物種的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)橥ㄟ^分子生物學(xué)儀器從環(huán)境中獲得的DNA序列只是一段未知的數(shù)字信息，必須將這些數(shù)字信息與數(shù)據(jù)庫比對(duì)才能確定這些DNA來自哪個(gè)物種。在過去5年，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心和南京大學(xué)合作，在國家水專項(xiàng)、江蘇省杰出青年項(xiàng)目的資助下，基本完成了太湖流域本土水生態(tài)系統(tǒng)中物種數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，數(shù)據(jù)庫主要包含太湖流域的本土物種和物種對(duì)應(yīng)的DNA信息，目前太湖數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)收錄浮游植物200多種，浮游動(dòng)物120多種，底棲動(dòng)物160種，魚類40種，基本涵蓋了所有太湖流域的常見物種，可實(shí)現(xiàn)太湖全流域各個(gè)生物類群的分子快速監(jiān)測(cè)，為構(gòu)建全省生物多樣性DNA數(shù)據(jù)庫打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

下一階段，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心將在省生態(tài)環(huán)境廳和中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的指導(dǎo)下，進(jìn)一步密切與南京大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校院所的技術(shù)合作，加快分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作，盡快形成獨(dú)立、成熟的監(jiān)測(cè)分析能力和技術(shù)規(guī)范，為全省乃至全國生物監(jiān)測(cè)技術(shù)革新升級(jí)提供示范經(jīng)驗(yàn)。

責(zé)任編輯：史聰