Developing a DNA-based indicator of multitrophic diversity to assess impacts of land use on Quebec's inland waters

加拿大是世界上管理内陆水体最多的国家，这一关键资源面临着农业集约化带来的越来越大的压力。为了追踪这些影响并评估我们内陆水域的生态完整性，监测项目依赖于作为水质指标的生物，例如海底藻类和无脊椎动物。然而，这些生物监测活动在空间和时间范围上是有限的，主要是因为微生物的微观枚举是一个耗时的过程，需要专业的分类学知识。一项可以解决这个问题的新兴技术是环境DNA （eDNA）的表征，即生物体在环境中留下的DNA痕迹。例如，在河口采集的单个水样中的DNA痕迹可以揭示该河流流域中出现的数千种动植物。因此，通过测序eDNA，原则上可以确定一个位点的物种组成，而不必用传统的劳动密集型方法识别生物体。此外，由于许多遗传标记最近已被优化以检测各种分类群，现在可以通过对来自同一DNA样本的多个标记进行测序来重建水生生态系统的整个食物网（包括微生物，无脊椎动物和鱼类），这可以提供对生物多样性趋势的更丰富的理解，而不是传统的关注单一生物群体的监测。我们建议为圣劳伦斯河沿岸的大型河流湖圣皮埃尔湖联合国教科文组织生物圈保护区开发一种多标记eDNA监测方法。通过与魁北克省政府的三个分支机构、4个流域管理组织、一个联邦跨机构基因组学项目和一个阿贝纳基第一民族社区的合作，我们将：1)校准一个全面的eDNA生物监测工具，供该地区的各种利益相关者使用；2)评价土地利用集约化对省级生物多样性热点地区河流和湿地的影响；3)提供了量化“多营养型”淡水生物多样性对流域土地利用的响应的首批研究之一。#(c)#(c)#(f)加拿大的<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> (c)和(c)加拿大的<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> (c)和(c)代表一种独特的资源，面对农业集约化的压力。将这些影响与其他组织的影响结合起来，将这些组织的影响与其他组织的影响结合起来，将这些组织的影响与其他组织的影响结合起来，将这些组织的影响与其他组织的影响结合起来，将这些组织的影响与其他组织的影响结合起来，将这些组织的影响与其他组织的影响结合起来。这些方案规定了独立的限制，如：<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（或）与时间有关的限制，如：<s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（或）与时间有关的限制。一项技术的<s:1>技术和<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>技术和技术的<s:1>环境和技术的<s:1>环境和技术的<s:1>环境和技术的<s:1>环境和技术的<s:1>环境和技术的<s:1>环境和技术的混合。他说：“我们可以通过各种各样的生物体来追踪环境。”例如，l'ADN contu dans ans unsamchantillon 'eau pracrivi<e:1> ' embourchure d'une rivi<e:1> ' porbourchure d'une rivi<e:1> ' porbourchure ' re pracvsamer ‘ milers de plantes and animaux praciments dle bassin versant de cterivi<e:1> ’。依照Ainsi, en sequencant l 'ADNe,它可能de限定词la组成en易翔d一个网站没有得到一个标识符莱斯生物用des方法traditionnelles。除此之外，还会有其他的分类，例如，将会有其他的分类，将会有其他的分类，将会有其他的分类，例如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有其他的分类，比如，将会有生物多样性的趋势，比如，将会有其他的生物多样性的趋势，比如，将会有其他的分类。在圣皮埃尔湖的生物圈中，有许多人提出了一种新的解决办法，那就是利用一种新的方法来解决这个问题。En partiatiavec trois ministires qu忧郁，4个生物体de bassins versants，等

Canadians are the stewards of more inland water bodies than any other country in the world, a key resource that faces increasing pressures from agricultural intensification. To track these impacts and to assess the ecological integrity of our inland waters, monitoring programs rely on organisms that serve as indicators of water quality, for example bottom-dwelling algae and invertebrates. These biomonitoring activities are however limited in their spatial and temporal scope, mainly because the microscopic enumeration of organisms is a time-consuming process that requires expert taxonomic knowledge. An emergent technology that could solve this problem is the characterization of environmental DNA (eDNA), namely DNA traces left by organisms in the environment. For example, traces of DNA in a single water sample collected at the mouth of a river can reveal the thousands of plants and animals that occur in that river's watershed. Thus, by sequencing eDNA, one could in principle determine the species composition of a site without having to identify organisms with traditional, labour-intensive methods. Moreover, as many genetic markers have recently been optimized to detect various taxa, it is now possible to reconstruct the entire food web of an aquatic ecosystem (including microbes, invertebrates, and fish) by sequencing multiple markers from the same DNA sample, which could provide a richer understanding of biodiversity trends than traditional monitoring focused on a single group of organisms. We propose to develop a multimarker eDNA monitoring approach for the Lac Saint-Pierre UNESCO Biosphere Reserve, a large fluvial lake along the St-Lawrence River. In partnership with three branches of Quebec's government, 4 watershed management organizations, a federal cross-agency genomics project, and an Abenaki first nation community, we will: 1) calibrate a comprehensive eDNA biomonitoring tool that can be used by various stakeholders in the region; 2) assess impacts of land use intensification on streams and wetlands in a provincial biodiversity hotspot; and 3) provide one of the first studies quantifying the response of 'multitrophic' freshwater biodiversity to watershed land use.#(cr)#(lf)Les eaux intérieures du Canada représentent une ressource unique qui fait face aux pressions croissantes de l'agriculture intensive. Pour suivre ces impacts et évaluer l'intégrité écologique de nos plans d'eau, les programmes de surveillance utilisent des organismes qui servent d'indicateurs de la qualité de l'eau (p. ex. les algues et les invertébrés). Ces programmes demeurent cependant limités dans leur étendu spatial et temporel, notamment parce que le dénombrement microscopique des organismes est un processus chronophage qui nécessite une grande expertise taxonomique. Une technologie émergente qui pourrait résoudre ce problème est la caractérisation de l'ADN environnemental (ADNe), c.-à-d. les traces d'ADN laissées dans l'environnement pas divers organismes. Par exemple, l'ADN contenu dans un échantillon d'eau prélevé à l'embouchure d'une rivière pourrait révéler les milliers de plantes et animaux présents dans le bassin versant de cette rivière. Ainsi, en séquençant l'ADNe, il serait possible de déterminer la composition en espèces d'un site sans avoir à identifier les organismes avec des méthodes traditionnelles. De plus, comme de nombreux marqueurs génétiques ont été optimisés pour détecter divers taxons, il est désormais possible de reconstruire l'ensemble du réseau trophique d'un écosystème aquatique (y compris les microbes, les invertébrés et les poissons) en séquençant plusieurs marqueurs provenant d'un même échantillon d'ADN, ce qui permet une analyse plus détaillée des tendances de la biodiversité dans les milieux anthropisés. Nous proposons de développer une approche de suivi multi-marqueurs par ADNe pour la réserve de la biosphère du Lac Saint-Pierre. En partenariat avec trois ministères québécois, 4 organismes de bassins versants, un p