Science:從空氣中收集植物DNA，揭示入侵物種影響氣候變化

　　2022年1月，美國德州理工大學Mark D. Johnson等人在BMC Ecology and Evolution 在線發表了題為“Airborne environmental DNA metabarcoding detects more diversity, with less sampling efort, than a traditional plant community survey”的研究論文，該研究證明，空中環境中的eDNA 可以作為一種敏感和有效的植物群落調查方法。空中 eDNA 監測有可能徹底改變植物群落的總體監測方式，可追蹤氣候變化如何改變植物群落的構成，并為入侵物種提供早期預警。值得注意的是，介于該文章的重要性和有趣性，Science 雜志還發表了評論文章“Airborne DNA from plants could reveal invasive species, impact of climate change”。該文章認為從灰塵和花粉中收集 DNA 成為調查植物的“游戲規則改變者”。

　　在一片樹林或田野中清點植物或尋找入侵物種可能需要數天的炎熱、艱苦的工作，才能在多刺的灌木叢和蜱蟲肆虐的草地上艱難跋涉。如何簡單的完成這項任務是值得探索的。以往通過風傳花粉示蹤劑的方法可以鑒定植物的存在，但是只能檢測通過風傳播的花粉植物。2019年該研課題組研究開發了更好的方法，即在集塵器中收集植物 eDNA，并在證明過濾器可以捕獲各種植物 DNA 的痕跡。

　　該研究在經過充分研究的草原上的九個地方安裝了除塵器。并在 1 年內每隔幾周收集一次灰塵，提取 DNA，并對不同植物物種的基因進行測序，作為識別它們的“DNA 條形碼”。在春季和秋季，該研究團隊還穿上靴子，沿著樣帶調查植物，并比較了兩種調查的結果。

　　研究發現傳統調查發現了 80 種物種，空氣 eDNA 研究發現了 91 種。兩次調查都發現了相同的 13 種草，但 eDNA 工作發現了另外 13 種。在非木本開花植物中，兩種方法總共產生了 60 種。eDNA 更擅長發現容易被忽視的小花物種。但人工更善于發現太稀有而無法釋放大量 eDNA 的植物，尤其是當它們有艷麗的花朵時。此外，值得注意的是，空氣中的 DNA 還揭示了一種未被調查發現的入侵植物。

　　此外，該技術記錄了不同物種的豐度如何隨時間變化：例如，早春艾菊芥菜的快速開花和生長，這是地面調查錯過的事件。除了植物 DNA，過濾器還提取到真菌 DNA，其他研究人員從空氣中提取出昆蟲、蚯蚓和蛞蝓的 DNA。

　　論文鏈接：

　　https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8647488/