eDNA监测测序数据分析注释中参考数据库选择、指标阈值选择、目标数据准备的影响——以长江中游鱼类为监测目标

在基于宏条形码(meta-barcoding)的eDNA监测技术中,eDNA测序数据的分析和注释是决定监测结果判断和评估精准与否的基础,而参考数据库选择、指标阈值选择、目标数据准备是eDNA测序数据分析和注释中最为关键的3个技术环节。为厘清上述3个技术环节处理方案的影响,本研究以长江中游2组eDNA监测COI基因测序数据为分析对象,针对鱼类的检出进行3组实验来分别检验:1)不同参考数据库及物种注释算法对注释结果的影响;2)不同OTU聚类序列相似度和物种注释分类置信度(序列一致性和序列覆盖度)对注释结果的影响;3)目标数据中各物种不同序列丰富度对注释结果的影响。结果显示:1)Blast算法下,3个版本nt库注释出的物种基本一致(72%~78%),2个本地序列参考库注释出的物种也基本一致(91%~96%),这5个序列参考库注释出的物种52%~68%一致;nt库RDP Classifier算法注释出的物种覆盖95%以上Blast算法注释出的物种,并比Blast算法注释出的物种多151%~443%,多出的物种大都是错误注释,本地参考数据库RDP Classifier算法注释出的物种覆盖66%~85%的Blast算法注释出的物种,并存在数条只注释到科属的结果。2)OTU聚类序列相似度阈值,取值0.999比取值0.99获得的OTU多154%~209%,注释到鱼类的OTU多240%~490%;注释分类置信度阈值(Blast算法,序列一致性和序列覆盖度)从0.8到0.99注释获得的物种组成(94%以上)基本一致,OTU组成(83%以上)也基本一致,注释分类置信度阈值取0.7时注释获得的物种组成、OTU组成与取0.8及以上时注释获得的有较大差异。3)在OTU聚类序列相似度阈值为0.999、注释分类置信度阈值为0.9时,多序列数据注释所得鱼类物种数、OTU数最多,物种注释正确率最高(达81.49%),分别比单序列数据的多7%、215%和高5%。在具体eDNA测序数据的分析和注释中,可通过建立完善本地参考数据库、优化OTU聚类序列相似度和物种注释分类置信度(序列一致性和序列覆盖度)取值、增加目标数据的丰富度来提高注释结果的准确性,但受制于物种注释算法的局限性,物种注释错误和注释遗漏的问题可能将长期存在,物种注释正确率通常低于85%(基于COI基因的eDNA监测)。

搜索引擎用户检索行为调查

搜索引擎为网络用户检索海量信息提供了便利,但用户在使用过程中存在很多问题。使用问卷调查的方法,针对用户检索行为,分别从用户的检索提问方式和对检索结果的处理方式两方面设计调查提问,对南京市6所高校学生发放问卷以了解用户检索行为的特点,并为搜索引擎服务改进提供了一些建议。

长江鲟类资源现状及保护

归纳了白鲟、长江鲟、中华鲟近40年自然资源量变化情况,统计了长江鲟和中华鲟人工增殖放流数据,评估了增殖放流成效。因物种特性和分布的差异,放流无效的原因迥异。过度捕捞使人工放流长江鲟在放流后6个月之内难逃被“误捕”,而中华鲟放流数量不足及长江和近海过度捕捞导致中华鲟人工增殖放流的贡献甚微,其结果是长江鲟和中华鲟增殖放流均无法达到自然繁殖群体的补充水平。本文探究了近40年来白鲟、中华鲟和长江鲟在保护、管理和决策上存在的误区和不足,提出在生态大保护的背景下,(1)应编制和实施《长江鲟拯救行动计划》优先项目;(2)应以《中华鲟拯救行动计划》为指引,在就地保护、迁地保护和遗传多样性保护方面提出更具有可操作性的优先计划;(3)应设立中华鲟和长江鲟物种拯救行动计划专项,对现有涉栖息地或保护区生态补偿项目进行优化整合。唯有以恢复长江鲟和中华鲟自然繁殖为核心,才有望延续和恢复其自然种群,实现人与自然的和谐共处,推动长江流域社会经济绿色可持续发展。

eDNA监测空间分辨率量化方法研究——以长江中游干流平水期为案例

eDNA监测技术有助于提高水生生物种类组成监测和种群健康监测的效率,而eDNA监测的空间分辨率未量化阻碍了常态化系统化eDNA监测的实施。为了量化eDNA监测的空间分辨率,探索建立了一个基于流域生物信息流分析框架和eDNA监测空间分辨率概率化表述的量化方法,并在长江中游开展了案例研究。2020年6月(平水期)在长江中游设置30个采样断面,断面间隔在30 km左右,开展eDNA采样,进行高通量测序(原核生物用16S rRNA基因扩增子测序、真核生物用线粒体COI基因扩增子测序),根据流域生物信息流分析框架计算eDNA所能监测到的生物信息输移的量化特征,确定eDNA监测空间分辨率(系列)值及其可信度、覆盖度。结果显示长江中游平水期,eDNA监测原核生物达到90%以上覆盖度对应的空间分辨率为27 km(可信度为84.18%),监测真核生物达到90%以上覆盖度对应的空间分辨率为6 km(可信度为41.38%),达到80%以上覆盖度对应的空间分辨率为13 km(可信度为50.64%);监测原核生物达到90%以上可信度对应的空间分辨率为58 km(覆盖度为82.30%),监测真核生物达到90%以上可信度对应的空间分辨率为78 km(覆盖度为38.61%),达到80%以上可信度对应的空间分辨率为50 km(覆盖度为49.70%)。研究结果可为其它eDNA监测空间分辨率估算工作提供方法借鉴,为长江中游eDNA监测断面设置提供量化参考。

城市 让生活更美好

我相信人的直觉是准确的。我对新加坡的第一印象便是：“城市，让生活更美好”。新加坡是一个国家，但从面积方面来说，它似乎更像是一座城市，“狮城”，不是吗？