Question

【題目】環(huán)境DNA(eDNA)技術(shù)是指從環(huán)境中提取DNA片段，結(jié)合PCR和DNA測序等分子生物學(xué)技術(shù)來定性或定量檢測目標(biāo)生物，從而確定其分布狀況等，是一種新型生物資源調(diào)查手段�？蒲腥藛T利用eDNA 技術(shù)對某段長江流域的江豚分布進行了調(diào)查。

（1）江豚是我國現(xiàn)存的唯一水生哺乳動物，國家一級瀕危物種，不宜用傳統(tǒng)的_____法進行種群數(shù)量調(diào)查。江豚在生態(tài)系統(tǒng)中屬于_______。

（2）水樣中提取的eDNA來源很豐富，可能來自水中動植物死亡后的組織細胞及各種排泄物，以及水中的________，甚至可能來自陸生動植物遺留在水中或由于人類活動進入到水體中的DNA。

（3）設(shè)置10 個檢測點，采集水樣并提取_____。檢測點包括觀測到江豚出現(xiàn)的水域，以及未觀測到但適宜江豚生存的水域（疑似點）。

（4）eDNA分析

首先根據(jù)江豚線粒體的特有基因設(shè)計_________，然后進行熒光定量PCR。每一個循環(huán)包括_______、復(fù)性和延伸三步，需要的酶是___________。每個DNA樣品重復(fù)測定3次。結(jié)果如下表所示：

檢測點	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9	S10
觀測到的江豚數(shù)量（頭）	0	0	0	2	0	0	8	3	2	0
eDNA平均濃度（拷貝數(shù)/升）	-	14996	5194	2820	-	-	35588	3027	1105	-

注：“-”表示未檢出。

測定結(jié)果顯示，觀測到江豚的4個水域結(jié)果都呈陽性，其他6個疑似點中_____的檢測結(jié)果也呈陽性，說明這些疑似點也是江豚活動的水域。

（5）eDNA技術(shù)具有高靈敏、低成本、無損傷、快捷方便等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣泛，但不能用于__________。　　　　　　　　

A．物種多樣性的研究 B．某種魚類的食性分析

C．瀕危物種的調(diào)查 D．準(zhǔn)確判斷物種的實時存在情況　

（6）目前魚類資源的減少被認為是造成長江江豚數(shù)量下降的主要原因之一。研究者用eDNA技術(shù)測定了該流域內(nèi)浮游動物的生物量，可進一步根據(jù)營養(yǎng)級之間的____估算出魚類資源量，進而評價該流域江豚的生存狀況。

Answer 1

【答案】標(biāo)志重捕 消費者 微生物 eDNA 特異性引物 變性（解鏈） 耐熱的DNA聚合酶（Taq聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶） S2、S3 D 能量傳遞效率

【解析】

eDNA是指環(huán)境中的DNA分子，生物多樣性中有基因多樣性，所以可以根據(jù)基因的特異性進行檢測生物的種類及判斷生物的數(shù)量。

（1）對動物種群密度的調(diào)查方法通常是標(biāo)志重捕法，由于江豚數(shù)量少，所以不宜用該方法，江豚在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者。

（2）水樣中提取的eDNA是水中能夠提取到的所有的DNA，所以還包括水中微生物的DNA。

（3）首先提取eDNA。

（4）對提取的DNA需要進行PCR擴增，需要設(shè)計特有的引物，PCR的步驟是變性（解旋）、復(fù)性和延伸，整個過程是在高溫下進行的DNA復(fù)制過程，所以需要耐高溫的DNA聚合酶。

測定結(jié)果顯示，在S4、S7、S8、S9這幾個區(qū)域能夠觀察到江豚，水域結(jié)果呈陽性，而在S2和S3也有DNA分子檢測到，說明些疑似點也是江豚活動的水域。

（5）eDNA技術(shù)是大規(guī)模提取生物及殘留的DNA分子進行檢測，所以可以通過對DNA的檢測分析物種多樣性，通過對魚類消化道殘留食物的DNA的檢測魚類的食性，分析瀕危物種，但不能準(zhǔn)確判斷物種的實時存在情況。

故選D。

（6）由于江豚以浮游動物為食，所以根據(jù)浮游動物的生物量和營養(yǎng)級之間的傳遞效率推測魚類資源情況。