Новый метод оценки численности водных организмов с помощью eDNA

Цель нового метода измерений — оценить распределение водных животных с помощью цифровой капельной полимеразной цепной реакции (ddPCR) для количественного определения числа копий целевой ДНК.

Проблема: Метод фокусируется на точности количественного определения при низких концентрациях экологической ДНК (eDNA), так как eDNA целевых видов, извлечённая из полевых образцов, обычно присутствует в очень низких концентрациях. Технику можно применять для исследования местообитаний редких или чужеродных видов.

Контекст: Оценки распределения видов и биомассы фундаментальны для изучения динамики популяций и структуры сообществ экосистем. Метод eDNA уже используется для идентификации организмов в различных водных экосистемах, но полностью установленного количественного метода eDNA не существует из-за методологических ограничений.

Преимущество ddPCR: ddPCR может обнаруживать различия всего в 1.25 раза, что точнее, чем двукратные различия, определяемые с помощью количественной ПЦР в реальном времени (qPCR). Таким образом, ddPCR точнее количественно определяет концентрацию eDNA, улучшая возможности оценки численности/биомассы видов в исследованиях eDNA.

Эксперимент: Доктор Хидэюки Дои из Университета Хиросимы и его коллеги сравнили методологические преимущества ddPCR с обычной qPCR. Они использовали eDNA из мезокосмных экспериментов с разным количеством карпов, чтобы оценить точность количественного определения qPCR и ddPCR.

Результаты: ddPCR точнее, чем qPCR, количественно определял концентрацию eDNA карпа относительно его численности и биомассы, особенно при низких концентрациях eDNA. Кроме того, ошибки анализа были относительно ниже при использовании ddPCR.

Выводы: Доктор Дои отметил, что связь между численностью карпа и концентрацией eDNA была выше, чем связь с биомассой, при использовании обоих методов. Следовательно, ddPCR можно использовать для количественного определения концентрации eDNA в воде. Однако в настоящее время ddPCR дороже и требует больше времени по сравнению с qPCR, а в естественных местообитаниях оценка численности организмов по eDNA сложнее. Использование нескольких технологий позволит разработать лучшие методы eDNA для оценки распределения и численности/биомассы видов и сообществ.