Science:从空气中收集植物DNA，揭示入侵物种影响气候变化

　　2022年1月，美国德州理工大学Mark D. Johnson等人在BMC Ecology and Evolution 在线发表了题为“Airborne environmental DNA metabarcoding detects more diversity, with less sampling efort, than a traditional plant community survey”的研究论文，该研究证明，空中环境中的eDNA 可以作为一种敏感和有效的植物群落调查方法。空中 eDNA 监测有可能彻底改变植物群落的总体监测方式，可追踪气候变化如何改变植物群落的构成，并为入侵物种提供早期预警。值得注意的是，介于该文章的重要性和有趣性，Science 杂志还发表了评论文章“Airborne DNA from plants could reveal invasive species, impact of climate change”。该文章认为从灰尘和花粉中收集 DNA 成为调查植物的“游戏规则改变者”。

　　在一片树林或田野中清点植物或寻找入侵物种可能需要数天的炎热、艰苦的工作，才能在多刺的灌木丛和蜱虫肆虐的草地上艰难跋涉。如何简单的完成这项任务是值得探索的。以往通过风传花粉示踪剂的方法可以鉴定植物的存在，但是只能检测通过风传播的花粉植物。2019年该研课题组研究开发了更好的方法，即在集尘器中收集植物 eDNA，并在证明过滤器可以捕获各种植物 DNA 的痕迹。

　　该研究在经过充分研究的草原上的九个地方安装了除尘器。并在 1 年内每隔几周收集一次灰尘，提取 DNA，并对不同植物物种的基因进行测序，作为识别它们的“DNA 条形码”。在春季和秋季，该研究团队还穿上靴子，沿着样带调查植物，并比较了两种调查的结果。

　　研究发现传统调查发现了 80 种物种，空气 eDNA 研究发现了 91 种。两次调查都发现了相同的 13 种草，但 eDNA 工作发现了另外 13 种。在非木本开花植物中，两种方法总共产生了 60 种。eDNA 更擅长发现容易被忽视的小花物种。但人工更善于发现太稀有而无法释放大量 eDNA 的植物，尤其是当它们有艳丽的花朵时。此外，值得注意的是，空气中的 DNA 还揭示了一种未被调查发现的入侵植物。

　　此外，该技术记录了不同物种的丰度如何随时间变化：例如，早春艾菊芥菜的快速开花和生长，这是地面调查错过的事件。除了植物 DNA，过滤器还提取到真菌 DNA，其他研究人员从空气中提取出昆虫、蚯蚓和蛞蝓的 DNA。

　　论文链接：

　　https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8647488/