Searun彩虹胡瓜魚 - 一種對新英格蘭垂釣者，消費者和海洋生態(tài)系統(tǒng)具有文化和生態(tài)價值的魚類 - 正在減少。然而，在緬因州，確定這種下降的程度是困難的。Searun胡瓜魚很容易被錯過，因為它們只在每年春天幾個寒冷潮濕的夜晚從更深的水域進入沿海產(chǎn)卵溪流，并在清晨離開溪流。

在一項新的研究中，緬因大學領(lǐng)導的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，收集和分析環(huán)境DNA(eDNA)，即生物體在其環(huán)境中脫落的DNA片段，可以幫助檢測彩虹胡瓜魚的存在，具有更高的準確性，效率，安全性和成本效益。它還可能有利于對其他稀有、短暫魚類的調(diào)查。

作為對研究結(jié)果的回應(yīng)，緬因州海洋資源部將開始使用eDNA和UMaine領(lǐng)導的團隊的策略，在2023年春季使用它來調(diào)查幾個searun熔融物流。

傳統(tǒng)的彩虹胡瓜魚監(jiān)測方法包括用fyke網(wǎng)在溪流中捕獲它們，或者目視搜索沉積在巖石上的產(chǎn)卵魚或卵。這可能是具有挑戰(zhàn)性的野外工作，隨著魚變得越來越稀有，這項工作變得越來越困難。為了從河流和溪流中獲得eDNA，科學家可以在白天收集水樣，而無需專門的野外裝備或直接接觸魚類。

然后，研究人員使用一種稱為定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)的過程，與用于檢測COVID-19的工具相同，以分離他們想要研究的DNA。通過對水樣的實驗室分析，eDNA的qPCR檢測可以揭示一個物種在哪里，它們何時到達該位置以及當時有多少物種。

同時，eDNA只能在生物體離開河流或溪流后的有限時間內(nèi)獲得，因為流水最終會稀釋并將其沖出系統(tǒng)。因此，確定用于調(diào)查彩虹胡瓜魚的最佳eDNA收集策略成為UMaine領(lǐng)導的研究小組調(diào)查的一部分。

通過調(diào)查約克河系統(tǒng)中的兩個地點，該小組發(fā)現(xiàn)eDNA樣本在一次產(chǎn)卵事件后13-90天即可檢測到，這比分配給目視或凈調(diào)查的時間窗口要長得多。然后，該團隊在一個月內(nèi)多次在Casco Bay周圍的四個地點進行了調(diào)查，之后他們確定每個地點使用三個采樣事件，每個事件三個樣本和每個樣本六個qPCR重復(fù)導致超過<>%的綜合檢測能力。

“DMR很高興能夠應(yīng)用eDNA技術(shù)來幫助我們在今年春天掌握緬因州溪流中胡瓜魚種群的脈搏，”緬因州DMR科學家Danielle Frechette說。“這些結(jié)果將補充我們沿海社區(qū)科學家收集的胡瓜魚產(chǎn)卵的目視觀察，并可以幫助我們確定胡瓜魚恢復(fù)項目的位置，并更好地了解氣候變化如何影響胡瓜魚。

該研究由沃恩·霍姆斯(Vaughn Holmes)領(lǐng)導，他在擔任生態(tài)學和環(huán)境科學碩士生時與緬因州環(huán)境遺傳學中心主任邁克爾·金尼森(Michael Kinnison)合作進行了這項工作;日內(nèi)瓦約克，UMaine環(huán)境DNA CORE實驗室經(jīng)理;以及威爾斯國家河口研究保護區(qū)管理主任雅各布·阿曼。該團隊的研究結(jié)果發(fā)表在BMC Ecology and Evolution上。

“隨著該方法的使用范圍擴大，我渴望看到eDNA成為簡化緬因州溯河產(chǎn)卵魚類調(diào)查工作的支柱，”Holmes說。

該研究是2019年啟動的為期五年的緬因州-eDNA計劃的一部分。

“eDNA確實已成為自然資源監(jiān)測和管理工具，”Maine-eDNA的聯(lián)合首席研究員Kinnison說。“它不僅是一個強大的調(diào)查工具，而且非常容易訪問。幾乎任何人都可以接受培訓來收集水樣，我對eDNA如何使各行各業(yè)的更多人參與監(jiān)測他們關(guān)心的物種和棲息地感到特別興奮。

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