基于数字PCR的红耳龟环境DNA动态监测及其影响因素研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901231
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0313.可持续生态学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The red-eared slider is listed in the top 100 of the world’s worst invasive species,which seriously threatens the ecological security of the invaded areas and has been spreading in thenatural habitats in China. Early monitoring of invasive alien species is key to effective prevention and control, and environmental DNA (eDNA) technology is a powerful tool for early surveillance. At present, real-time PCR method which has insufficient detection sensitivity and is easily interfered by PCR inhibitors, have been used for quantitative detection of eDNA from invasive species. The concentration of eDNA in the environment is dynamic change, and the biological and abiotic factors may affect eDNA shedding and decay rates, thereby affecting the accuracy of eDNA detection. In this study, the dynamic changes of the eDNA concentration of red-eared slider under different population densities and different environmental conditions were quantitatively monitored by using the emerging digital PCR in laboratory microcosm experiments. The effects of population density and environmental factors on the red-eared slider eDNA shedding and decay rates were analyzed. In the field monitoring experiments, the relationship between population density and eDNA concentration of red-eared slider and the influence of environmental factors on it were analyzed.This study will provide technical support for the effective application of eDNA technology in the monitoring of red-eared slider populations.
红耳龟是全球100个最具威胁性的入侵物种之一,严重威胁入侵地区的生态安全,已在我国野外呈不断蔓延态势。外来入侵物种的早期监测是对其进行有效防控的关键,环境DNA(eDNA)技术是早期监测的有力工具。目前,对入侵物种eDNA的定量分析通常采用荧光定量PCR技术,其检测灵敏度不够而且容易受PCR抑制剂干扰。环境介质中eDNA浓度是动态变化的,生物和非生物因素可能会影响其产生和降解速率,进而影响eDNA检测的准确性。本项目以红耳龟为研究对象,采用新兴的数字PCR技术,通过室内微宇宙实验,对不同种群密度和不同环境条件下红耳龟eDNA浓度的动态变化进行定量监测,掌握其动态变化规律,分析种群密度和环境因子对红耳龟eDNA产生和降解速率的影响,并结合野外种群监测实验,分析种群密度与红耳龟eDNA浓度的关联性,以及环境因素对其产生的影响。本研究将为eDNA技术在红耳龟野外种群监测中的有效应用提供技术支撑。

结项摘要

外来物种入侵是造成生物多样性丧失的最重要因素之一,早期监测是外来入侵物种有效防控的关键。基于环境DNA(environmental DNA, eDNA)的调查方法以其快速、灵敏、高效等独特优势,为外来入侵物种的调查监测提供了新的工具。红耳龟(Trachemys scripta elegants)是全球100个最具威胁性的入侵物种之一,严重威胁入侵地区的生态安全。本项目以红耳龟为研究对象,1)设计、筛选并验证红耳龟特异性检测引物和探针,建立微滴式数字PCR(ddPCR)定量检测限,ddPCR对红耳龟的定量限为1.47±0.23copies/μL;2)通过室内微宇宙实验解析不同种群密度和盐度条件下红耳龟环境DNA(eDNA)脱落和降解的速率,结果显示 eDNA产生速率与种群密度呈正相关,通过指数衰减曲线拟合不同种群密度下红耳龟环境DNA的降解系数为0.012~0.016/h。盐度对红耳龟eDNA降解速率有显著影响,高盐度下eDNA降解更慢;3)通过半自然条件下的控制实验研究红耳龟eDNA在不同时间和空间尺度上散布、脱落和降解的动态变化规律,结果显示红耳龟eDNA在水平方向上的扩散距离有限,主要集中于6m范围内,eDNA检出率和浓度随距离增加急剧下降,eDNA在底泥中的持留时间相对水样中更长。研究成果为红耳龟及其他龟类野外种群的调查监测提供了参考依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Using droplet digital PCR to detect plant DNA in tissues of zebrafish fed genetically modified maize
使用液滴数字 PCR 检测饲喂转基因玉米的斑马鱼组织中的植物 DNA
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Aquaculture Research
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    董姗姗;章嫡妮;于赐刚;张振华;刘燕
  • 通讯作者:
    刘燕
环境DNA在两栖动物监测中的应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖泽华;董姗姗;张振华;章嫡妮
  • 通讯作者:
    章嫡妮

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其他文献

肺炎链球菌dnaJ基因缺陷对小鼠肺炎感染模型天然免疫应答的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国生物制品学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔瑾;董杰;姜慧;周爱娥;董姗姗;张雪梅;尹一兵;王虹
  • 通讯作者:
    王虹

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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