环境DNA大小分选和降解实验表明大溞线粒体和核eDNA是亚细胞状态。,Scientific Reports

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环境DNA大小分选和降解实验表明大溞线粒体和核eDNA是亚细胞状态。
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-08-29 , DOI: 10.1038/s41598-019-48984-7
Rashnat Moushomi ₁ , Gregory Wilgar ₁ , Gary Carvalho ₁ , Simon Creer ₁ , Mathew Seymour ₁

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环境 DNA 分析已成为生物多样性和环境监测的关键组成部分。然而，对于许多生态系统，eDNA 在自然环境中的状态和命运仍然知之甚少。在这里，我们使用全阶乘中观实验评估了来自水蚤大蚤的 eDNA 的状态和命运。我们在两个月内测量了一系列孔径不同（0、0.2、1 和 10 µm）的过滤器中 eDNA 的数量和降解情况，这些过滤器涵盖了 eDNA 源材料的范围，包括亚细胞、细胞和组织。我们还使用了两个针对线粒体 (COI) 和核 (18S) 基因组区域的引物组。我们的研究结果表明，eDNA 在流出水中最为普遍，但在 0.2 μm 过滤器上也能可靠地检测到，表明亚细胞物质是 eDNA 的主要状态。在 6-17 天的过程中，时间 eDNA 数量动态遵循指数衰减函数，表明 eDNA 浓度的下降是可预测的。核 eDNA 比线粒体 eDNA 更丰富，这可能是引物亲和力更高的结果，或者表明环境中核 eDNA 基因靶标的可用性更高。与之前使用鱼类 eDNA 的两个大小排序实验相比，我们的研究结果表明无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。在 6-17 天的过程中，时间 eDNA 数量动态遵循指数衰减函数，表明 eDNA 浓度的下降是可预测的。核 eDNA 比线粒体 eDNA 更丰富，这可能是引物亲和力更高的结果，或者表明环境中核 eDNA 基因靶标的可用性更高。与之前使用鱼类 eDNA 的两个大小排序实验相比，我们的研究结果表明无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。在 6-17 天的过程中，时间 eDNA 数量动态遵循指数衰减函数，表明 eDNA 浓度的下降是可预测的。核 eDNA 比线粒体 eDNA 更丰富，这可能是引物亲和力更高的结果，或者表明环境中核 eDNA 基因靶标的可用性更高。与之前使用鱼类 eDNA 的两个大小排序实验相比，我们的研究结果表明无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。核 eDNA 比线粒体 eDNA 更丰富，这可能是引物亲和力更高的结果，或者表明环境中核 eDNA 基因靶标的可用性更高。与之前使用鱼类 eDNA 的两个大小排序实验相比，我们的研究结果表明无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。核 eDNA 比线粒体 eDNA 更丰富，这可能是引物亲和力更高的结果，或者表明环境中核 eDNA 基因靶标的可用性更高。与之前使用鱼类 eDNA 的两个大小排序实验相比，我们的研究结果表明无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。我们的研究结果表明，无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。我们的研究结果表明，无脊椎动物 eDNA 的状态比以前怀疑的要小得多。总体而言，我们的数据表明，eDNA 的检测在很大程度上取决于我们对 eDNA 状态和命运的了解，这些知识因物种而异，并且可能因环境条件而异。

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Environmental DNA size sorting and degradation experiment indicates the state of Daphnia magna mitochondrial and nuclear eDNA is subcellular.

Environmental DNA analysis has emerged as a key component of biodiversity and environmental monitoring. However, the state and fate of eDNA in natural environments is still poorly understood for many ecological systems. Here we assess the state and fate of eDNA derived from the water flea, Daphnia magna, using a full factorial mesocosm experiment. We measured the quantity and degradation of eDNA over a two month period across a range of filters differing in pore size (0, 0.2, 1 and 10 µm), which spans the range of eDNA source material including subcellular, cellular and tissue. We also used two primer sets targeting mitochondrial (COI) and nuclear (18S) genomic regions. Our findings demonstrated that eDNA was most prevalent in the effluent water, but also reliably detected on the 0.2 μm filter, suggesting subcellular material is the predominate state of eDNA. Temporal eDNA quantity dynamics followed an exponential decay function over the course of 6-17 days, demonstrating a predictable decline in eDNA concentration. Nuclear eDNA was more abundant than mitochondrial eDNA, which may be a result of greater primer affinity, or indicate greater availability of nuclear eDNA gene targets in the environment. In contrast to two previous size-sorting experiments, which utilizing fish eDNA, our findings suggest that the state of invertebrate eDNA is much smaller than previously suspected. Overall, our data suggest that the detection of eDNA greatly depends on our knowledge of the state and fate of eDNA, which differ among species, and likely across environmental conditions.

更新日期：2019-08-29

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