基于环境DNA的两栖动物监测方法研究

Amphibians are declining rapidly across the world and all conservation efforts to save amphibian biodiversity essentially depend on the monitoring of species and populations to obtain reliable distribution patterns and population size estimates. Traditional monitoring techniques for amphibians remain problematic due to non-standardized sampling among field investigators, the invasive nature of some survey techniques, and the high economic cost. Environmental DNA (eDNA) approaches are advancing techniques based on DNA sequencing technology for biodiversity monitoring. This project examines whether an environmental DNA (eDNA) metabarcoding approach can be used for monitoring amphibian diversity and abundances in the Zhoushan Archipelago and nearby mainland with rich amphibian species, and compare it with traditional monitoring techniques. The project will optimize techniques to capture and extract environmental DNA, develop the primers or the combination of universal and taxon-specific primers that can maximize the detecting range of species,, and estimate the population sizes of amphibians.

全球两栖动物正在快速下降，而拯救下降两栖动物的各种努力中至为关键的是监测物种分布和种群，以获得准确的分布格局和种群大小估计。传统方法在监测两栖动物多样性方面标准化程度低，具有侵入性（invasive）及经济成本高。环境DNA(environmental DNA, eDNA)技术是近年来提出的监测生物多样性的先进方法。本项目利用环境DNA宏条形码(metabarcoding)技术，调查舟山群岛及相邻的宁波大陆两栖动物多样性和种群大小，并与传统的调查方法做比较；筛选对该区域两栖动物探测率高的eDNA引物组合；探索利用eDNA估计种群大小或丰盛度的适用方法。

两栖动物是当今世界最濒危的动物类群，急需有效的方法来评估和监测两栖动物多样性。传统的监测方法，如样线法和围栏陷阱法等，存在许多缺陷。这些技术的准确性不高，对隐蔽性强、或密度低的稀有种、入侵种和濒危物种效果差，且投入的人力和物力多，经济成本高； 环境DNA(environmental DNA, eDNA)技术是近年来提出的监测水生生物多样性的先进方法。本项目比较了eDNA宏条形码方法和传统的样线法在测定舟山群岛两栖动物多样性和丰盛度方面的有效性。我们发现eDNA宏条形码方法比传统的样线法在探测物种分布上更准确，更经济，适合于短期（15天内）大尺度蛙类（无尾目）多样性的调查。同时，它还能测定蛙类的丰盛度，可以作为样线法的替代方法。特别是在蛙类入侵种的早期监测以及稀有种和隐避种的调查上，eDNA宏条形码方法的效果优于传统的样线法，研究结果说明，eDNA技术在开展大尺度两栖动物多样性监测上，有广泛的应用前景。