利用水中的DNA判断河流，湖泊和海洋中有多少鱼

研究人员通过定量测量环境DNA浓度来“算出”日本舞鹤湾的日本鲭鱼（Trachurus japonicus）。

河水，湖水和海水中含有属于动植物等生物体的DNA。生态学家已开始积极分析称为环境DNA的此类DNA分子，以评估宏观生物的分布。但是，在环境DNA定量应用中仍然存在挑战。

在《分子生态学》在线发表的一篇研究文章中，东北大学国立环境研究所，岛根大学，京都大学，北海道大学和神户大学的研究人员报告了一种估算鱼类种群数量（或更多）的新方法。通常，通过测量水中环境DNA的浓度来确定目标水生物种。他们的结果表明，所提出的方法对水生生态系统进行定量，非侵入性监测的潜力。

DNA分子从存在的生物体中释放出来，通过水流运输，最终被降解。在自然环境中，这些过程可以以复杂的方式运行。

“这使基于环境DNA的传统人口量化方法变得复杂并受到局限，因为在环境DNA浓度与人口丰度之间存在确定的关系非常关键，”国家环境研究所研究助理Keiichi Fukaya解释说。该论文的主要作者。

他说：“我们认为，当我们通过环境DNA估算人口数量时，应该考虑环境DNA的这些基本过程，脱落，运输和降解。”

作者通过采用数值流体动力学模型来实现这一想法，该模型明确考虑了模拟水生环境中环境DNA浓度分布的过程。Fukaya解释说：“通过在'反方向'上求解该模型，我们可以根据观察到的环境DNA浓度分布来估计鱼类种群的丰度。”

在日本舞鹤湾进行的一个案例研究证实，通过提出的方法获得的日本鲭鱼（Trachurus japonicus）的种群数量估计与定量回波测深仪方法相当。

“这项研究中提出的想法和框架为通过环境DNA分析进行生态系统定量监测奠定了基础。通过结合现场观察，分子生物学技术和数学/统计建模，环境DNA分析的范围将扩大，而不仅仅是确定目标物种的存在。”东北大学的Michio Kondoh教授解释说。由日本科学技术厅（CREST）资助的为期5.5年的环境DNA研究项目。

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参考：深谷圭一，村上广明，Seokjin Yoon，Kenami Minami，Yutaka Osada，Satoshi Yamamoto，Reiji Masuda，Akihide Kasai，Kazushi Miyashita，Toshifumi Minamoto和Michio Kondo，“通过整合环境DNA和流体动力学建模的定量数据来估算鱼类种群数量” 2020年6月30日，分子生态学。
10.1111 / mec.15530

这项工作得到了日本JST CREST授权号JPMJCR13A2的支持。