课题基金 / 基金详情

基于多基因分析的脊椎动物通用环境DNA metabarcoding检测技术的开发与应用

批准号:
32071611
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
生态学理论与方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
环境DNA metabarcoding分析是近年来新兴的物种多样性调查技术,具有采样简单、敏感度高、成本低、对调查生物无伤害等特点,在物种分布调查方面表现出了极大的应用潜力。目前环境DNA metabarcoding检测通常只分析1个DNA识别片段,对于调查脊椎动物这样的大型动物类群很难同时兼顾通用性与变异性。针对这一问题,本研究拟为脊椎动物开发4个新的通用DNA识别片段,通过同时分析多个DNA识别片段(复合条形码技术),解决通用性与变异性两难的问题。本项目的目标是开发一种基于多DNA识别片段的脊椎动物通用的环境DNA metabarcoding检测技术,要求实现脊椎动物物种检出率超过95%,使其成为一种简单高效的脊椎动物生物多样性调查手段,并利用该技术检测四川唐家河自然保护区的水样环境DNA,对保护区的脊椎动物多样性进行调查并与历史记录进行比较,对该新技术的可靠性与实用性进行评估。
英文摘要
Environmental DNA (eDNA) metabarcoding analysis of is an emerging technique of species diversity survey in recent years, which has the characteristics of simple sampling, high sensitivity, low cost, and no harm to the investigation organisms, showing great application potential in species survey. Currently, eDNA metabarcoding analysis usually only analyzes one DNA identification fragment, which it is difficult to achieve both universality and variability at the same time when investigating such a large animal groups as vertebrates. To solve this problem, we intend to develop four new universal DNA identification fragments for vertebrates, and solve the dilemma of universality and variability by simultaneously analyzing multiple DNA identification fragments (compound barcode technology).The aim of this study is to develop an highly universal eDNA metabarocding methods for vertebrate survey, requiring detection rate of vertebrate species is over 95%,making it become a kind of simple and efficient means of vertebrate biodiversity survey. We plan to use this new technology to analyze water environmental DNA samples of Sichuan Tangjiahe nature reserve to investigate the vertebrate diversity of reserve. The reliability and applied potential of the new technology will be evaluated by comparing the survey result with historical records of the reserve.
环境DNA metabarcoding分析是近年来新兴的物种多样性调查技术,具有采样简单、敏感度高、成本低、对调查生物无伤害等特点,在物种分布调查方面表现出了极大的应用潜力。目前环境DNA metabarcoding检测通常只分析1个DNA识别片段,对于调查脊椎动物这样的大型动物类群很难同时兼顾通用性与变异性。针对这一问题,本项目开发了3组新的脊椎动物环境DNA通用扩增引物集 (V12S-U、V16S-U和VCOI-U)。该引物集适用于所有的脊椎动物类群,单个标记片段的物种检出率大于80%。理论上,同时应用新开发的3个标记片段进行环境DNA分析,脊椎动物物种的检出率可以达到99.5%。在电子PCR、预混 DNA(混合已知物种DNA)和动物园环境DNA的三种实验测试中,新开发的引物集相较于目前国际上使用的其他脊椎动物通用引物,表现出更高的物种的检测能力和更高的扩增特异性。在对广东省汕尾市、唐家河国家自然保护区两处天然水体的测试中,新开发的引物集共检测到了895个脊椎动物的OTUs,包含195个属和94个科,其中84%的物种为存在记录的本地物种,展现出强大的物种检测能力与通用性。该工作为利用环境DNA metabarcoding检测技术调查脊椎动物多样性提供了可靠的研究手段,新开发的引物集使研究人员能够在一次环境DNA 分析中得到该区域所有脊椎动物物种的信息,大大简化了工作流程、降低了调查成本,在未来的脊椎动物生物调查中具有广泛的应用前景。. 此外,在本项目支持下,我们在动物分子系统学方向上进行了额外的研究,构建了目前国际上最全面、解析度最高的瓢虫系统进化树,以半翅目昆虫巨黾系统地理研究为例研究了红河断裂带运动对海南岛形成与迁移的过程,研究了“雪线精灵”绢蝶的演化历史,解析了横断山脉田鼠的进化历史及其物种多样性形成机制,揭示了两栖类肱腺蛙属物种的系统演化历史,为修正这些动物类群的分类系统和理解其生物多样性产生的机制提供了重要的研究框架。在其他方法学研究方面,开发了一种基于自制全长cDNA探针的序列捕获方法(Flc-Capture)和“扩增子基因组捕获(AGF)”的实验技术。4年来,在本项目的资助下共发表第一资助SCI论文4篇、第二资助论文4篇,其中一区论文4篇、2区论文3篇、3区论文1篇。总结来说,我们已经出色地完成了项目所设定的全部研究目标。
基于基因组数据自动化分析为后生动物类群大规模开发扩增子捕获探针的实现
  • 批准号:
    32370477
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
同步辐射X射线散射和吸收谱联用原位研究PEDOT纳米杂化材料的控制合成机制
  • 批准号:
    U2032101
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
基于多基因分析的脊椎动物通用环境DNA metabarcoding检测技术的开发与应用
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
基于同步辐射掠入射X射线散射的聚合物杂化金纳米粒子溶液成膜过程研究
  • 批准号:
    11905306
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金