一捧水，就能测出水里有多少种鱼？
这种调查方法依托于环境DNA（以下简称“eDNA”）技术，通过采集水、土壤等环境介质，提取其中的DNA，经过测序对比便能实现对生物群落的精准分析，以对水生动植物最小的损害实现最大范围的监测。
和传统的采样不同， eDNA采样采的是环境中的DNA。每个物种的脱氧核糖核酸（DNA）都是独一无二的，DNA作为遗传信息存在于生物的每个细胞中，当个体在环境中生长活动时，个体独特的DNA会随时掉落到四周，它的存在形式可能是血液、组织、粘液、细胞、鳞片，也可能是粪便、尿液，甚至可能是生物本身。这些释放到环境中的DNA，便形成了环境DNA。
eDNA技术通过从环境介质（水、土壤、沉积物等）中提取DNA，用特定引物对其进行扩增测序、生物分类学分析等，以监测环境中是否存在某特定物种，或获得环境中物种组成、群落结构、生态功能等相关信息。
“比如在水中生活的鱼，它们的鳞片脱落后掉进水中，我们通过采集水样，通过DNA提取和测序，就能测出水中有哪几种鱼。” 北京华大生命科学研究院助理研究员肖雅倩举了个例子。肖雅倩告诉记者，eDNA技术具有非接触、无损伤、干扰小、高灵敏度、人力物力时间成本低等优势，能有效克服传统调查法耗时长、依赖专家经验、稀有种调查难等弊端，在摸清生物多样性底数、开展生物多样性监测上发挥重大作用。
摸清生物多样性底数是开展生物多样性保护的基础工作，随着我国水生态环境保护工作的不断推进，开发快速、精准的水生生物多样性监测技术，构建水生态智慧化监测体系，实现水生生物多样性波动的快速反馈，是科学制定水生态环境保护及管理策略的重要技术支撑。
《“十四五”生态环境监测规划》指出，要推动三水统筹，增强水生态环境监测，鼓励各地开展小流域水生态调查监测，在太湖、辽河、海河等流域开展环境DNA监测试点。
去年，华大智造基于DNBSEQ-G99和DNBSEQ-E25测序平台，推出了环境DNA宏条形码测序组合产品，该组合产品结合了DNBSEQ测序技术与ATOPlex多重PCR技术，搭配自主研发的自动化样本制备系统与分析软件，覆盖从样本到分析报告全流程，实现环境DNA一站式监测，能够对环境样本中的生物群落结构进行快速、准确地分析，助力国内典型水域中珍稀濒危种和外来入侵物种的“无创式”监测。当前，华大智造正持续投入资源，升级该组合产品，拓展应用场景，致力于为生态环境监测与微生物组学研究提供更为丰富、高效的工具支撑。
此外，华大还曾与北京市生态环境保护科学研究院绿色智慧中心联合在永定河开展试点。“我们在永定河选取了多个试点，采用传统捕捞法与eDNA技术相结合的方式，对永定河流域的鱼类多样性进行监测。” 北京华大生命科学研究院院长邓子卿介绍，他们在永定河流域共获得鱼类26种，传统捕捞法获得鱼类17种，eDNA监测获得鱼类20种，两种技术共同监测到鱼类物种11种，鱼类物种重合度较高，充分证明eDNA技术可用于辅助开展大尺度的生物多样性调查。
目前，环境DNA技术在水生态保护领域主要应用在特定物种监测检出、生物多样性调查评估、水体生态系统健康状况评估等领域，能够快速、便捷跟踪评价水生态保护与治理成效。但eDNA也存在一定的局限性，如技术标准化和规范化程度不足、生物信息数据库不完整等影响检测结果有效性的问题。
“未来，我们将联合北京市生态环境保护科学研究院绿色智慧中心进一步开展珍稀濒危种监测和外来入侵种监测等特定物种监测方面采样及监测方法的标准化研究，继续开展基于eDNA技术的典型水域生物多样性监测，研发便携式水体eDNA一体化采样分析设备，为流域水生生物多样性调查与智慧化监测网络建设提供技术支撑。”邓子卿表示。
*本文部分转载自“中国环境APP”