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江苏省环境监测中心筹建分子生物学实验室

日期:2019-09-12    来源:中国纸业网

国际节能环保网

2019
09/12
10:19
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关键词: 环境监测 分子监测 生物学监测

   为全面提升生物监测能力,加强生物多样性保护,江苏省环境监测中心于2019年依托新大楼在全国生态环境监测系统率先开展分子生物学实验室筹建工作。
  该实验室建筑面积约200平方米,基础建设及实验室仪器设备投资达493万,近期已通过公开招标方式采购了一系列分子生物学监测设备,包括高通量测序仪(Next-Generation Sequencing Instrument)、核酸全自动提取仪(Automated Nucleic Acid Extractor)、荧光定量PCR(Real-Time PCR)、梯度PCR(Gradient PCR)、凝胶发光成像系统(Chemiluminescence Imager)等。目前实验室监测技术人员包括2名博士、2名硕士,计划在水生生物物种鉴定、生物多样性调查和生物量估测等方向开展工作。
  基于DNA条形码技术的生物监测是一种新型、高效、低成本的物种多样性监测手段。该技术通过分析水、沉积物和土壤中残留的微量环境DNA,在物种水平上准确识别环境中存在的各类生物(从低等微生物到高等脊椎动物群落)。该技术在不破坏生态环境的前提下进行“无创”取样,实现生态系统全方位“健康体检”。高通量环境DNA生物监测技术的分析过程基本实现自动化操作,减少了人为因素的干扰,便于监测的规范化和质量控制,更加系统、全面地评估生态系统的健康状况。
  和传统形态学物种鉴定相比,DNA条形码技术主要具备以下几点优势:1)将物种之间的外形差异转化为可以量化的DNA序列差异,不再依赖复杂的物种分类学知识,物种鉴定更方便、快捷、培训相应的检测人员也更简单、成本更低;2)将物种鉴定数字化,实现全程计算机自动化识别,减少劳动力;3)减少物种鉴定中人为因素的干扰,准确性更高、时间成本更低。
  形态学物种鉴定最核心的是物种分类的知识和经验,而DNA宏条形码技术最核心的是本土物种的数据库,因为通过分子生物学仪器从环境中获得的DNA序列只是一段未知的数字信息,必须将这些数字信息与数据库比对才能确定这些DNA来自哪个物种。在过去5年,江苏省环境监测中心和南京大学合作,在国家水专项、江苏省杰出青年项目的资助下,基本完成了太湖流域本土水生态系统中物种数据库的构建,数据库主要包含太湖流域的本土物种和物种对应的DNA信息,目前太湖数据库中已经收录浮游植物200多种,浮游动物120多种,底栖动物160种,鱼类40种,基本涵盖了所有太湖流域的常见物种,可实现太湖全流域各个生物类群的分子快速监测,为构建全省生物多样性DNA数据库打下了坚实的基础。
  下一阶段,江苏省环境监测中心将在省生态环境厅和中国环境监测总站的指导下,进一步密切与南京大学、南京农业大学等高校院所的技术合作,加快分子生物学实验室建设工作,尽快形成独立、成熟的监测分析能力和技术规范,为全省乃至全国生物监测技术革新升级提供示范经验。
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