港大鑒識保育實(shí)驗(yàn)室研發(fā)環(huán)境基因鑒別新方法 有效監(jiān)察本地魚類市場瀕危物種非法貿(mào)易
香港大學(xué)(港大)鑒識保育實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)近研發(fā)出一種透過鑒別環(huán)境基因,可用作監(jiān)測本港街市是否有非法售賣稀有和瀕危魚類的新方法。
研究人員應(yīng)用新方法,從本港魚類市場的排水溝中取樣,抽取環(huán)境基因(environmental DNA)進(jìn)行測序,可識別出超過100種魚類。研究結(jié)果剛于學(xué)術(shù)期刊《生態(tài)學(xué)和進(jìn)化方法》(Methods in Ecology and Evolution)發(fā)表。
研究團(tuán)隊(duì)在本地多個魚類市場排出的污水樣本中發(fā)現(xiàn)多種易危和瀕危物種,包括被國際自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature and Natural Resources,IUCN)列為易危及數(shù)目正在縮減的褐點(diǎn)石斑魚(Epinephelus fuscoguttatus),三種鰻魚和兩種鯛魚。
三種鰻魚包括被IUCN列為瀕危物種的日本鰻鱺(Anguilla japonica)和美洲鰻鱺(Anguilla rostrata),以及被列于瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約附錄(Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora,CITES)的歐洲鰻鱺(Anguilla anguilla)。
兩種鯛魚分別為易危物種金線鯛(Nemipterus virgatus),以及易危及數(shù)目正在縮減物種桔鰭棘鯛(Acanthopagus sivicolus)。
識別基因條碼 鑒定物種方便省時
要調(diào)查一整個魚類市場的混合物種,利用傳統(tǒng)的形態(tài)辨別物種的鑒定方法會十分費(fèi)時。而本港的街市曾被搜出瀕危絕種和被列于瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約附錄的魚類物種(例如蘇眉),魚販普遍不歡迎魚類專家作長時間逗留調(diào)查。
由于每個物種其生物基因組的某些區(qū)域,都有自己的獨(dú)特排序(條碼),利用識別基因條碼去鑒定物種,是科學(xué)界十分常用的方法,相比傳統(tǒng)的以形態(tài)學(xué)來辨別物種,這方法更為可靠。而隨著高流量測序技術(shù)日益進(jìn)步,識別條碼技術(shù)的鑒定數(shù)量已發(fā)展至可同一時間識別多個物種(復(fù)合條碼定序metabarcoding)。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)利用環(huán)境基因作識別的新方法,把在污水中的環(huán)境基因進(jìn)行測序,僅少量的環(huán)境基因樣本,已足以識別其中動植物的基因復(fù)合條碼定序,鑒別出在環(huán)境周圍混在一起的物種群落,毋須魚類專家在場亦能分辨出魚類物種。
研究人員用了五天時間在本港三個街市中抽取環(huán)境基因進(jìn)行測序,鑒定出在這時段曾經(jīng)在街市中出現(xiàn)的魚類物種。
團(tuán)隊(duì)利用兩種常用的提取環(huán)境基因方法 ——「過濾法」和「沉淀法」,比較鑒別結(jié)果。運(yùn)用過濾法,研究人員在魚類市場的排水溝收集一公升的污水,以精細(xì)的濾紙過濾出魚類組織、血液及其他細(xì)胞碎片,識別曾在市場出現(xiàn)的物種。而沉淀法所需的污水更少,僅45毫升的污水便能沉淀出細(xì)胞碎片,足夠作環(huán)境基因檢測之用。
為了確認(rèn)結(jié)果,一位魚類分類專家同時同地進(jìn)行調(diào)查,作形態(tài)辨別物種鑒定。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩種環(huán)境基因提取方法識別物種的結(jié)果相吻合,顯示新方法可行有效,實(shí)際操作可視現(xiàn)場環(huán)境決定污水采樣方式。
比形態(tài)鑒定更為可靠 受基本培訓(xùn)即可執(zhí)行
需知要肯定地說那一種方法可以檢測出所有曾經(jīng)在環(huán)境中存在過的物種,幾乎是不可能。然而,使用環(huán)境基因作鑒定的好處確實(shí)比傳統(tǒng)方式的多。環(huán)境基因檢測比形態(tài)鑒定更為可靠,尤其因?yàn)榻质兄械聂~類多數(shù)被切割出售,難以從物種的局部外觀準(zhǔn)確地作出識別。研究中提到的環(huán)境基因提取方法非常簡單,只要曾經(jīng)接受基本基因?qū)嶒?yàn)室培訓(xùn)的人員,都可在數(shù)小時內(nèi)輕松完成任務(wù)。反之,形態(tài)分類方法要求多名分類學(xué)家進(jìn)行長時間調(diào)查,而這一直是阻礙本港開展定期魚類調(diào)查的因素之一。
「我們希望今次的研究成果,能鼓勵當(dāng)局更多使用高科技方法以監(jiān)控并打擊香港的非法野生動物貿(mào)易,同時推動利用環(huán)境基因和復(fù)合條碼定序的物種鑒別方法,在城市環(huán)境中應(yīng)用。」論文共同作者John RICHARDS說。
香港大學(xué)鑒識保育實(shí)驗(yàn)室
港大鑒識保育實(shí)驗(yàn)室的研究人員,致力遏止受保護(hù)野生物種的非法貿(mào)易,協(xié)助打擊受威脅物種的交易,他們運(yùn)用各種保育技術(shù)及工具,以識別緝獲物種的合法性。實(shí)驗(yàn)室又為跨學(xué)科研究和公眾保育教育,提供了一個重要平臺。
鑒識保育實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)址:https://www.ccf-hku.com
參看論文:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.13842