中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

王 萌,苑 藝,于海燕,賈顯樂,黃浩然,陳月仙,金小偉,林曉龍,王備新

1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院,江蘇 南京 210095

2.浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,浙江 杭州 310012

3.溫州市生態(tài)環(huán)境局,浙江 溫州 325027

4.中國環(huán)境監(jiān)測總站,國家環(huán)境保護環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制重點實驗室,北京 100012

5.南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,天津 300071

淡水生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源,也是受人類活動干擾最嚴重、所面臨物種滅絕風險最大的生態(tài)系統(tǒng)[1]。 我國已成為淡水生物多樣性受威脅最嚴重的國家之一。 2010 年,我國發(fā)布了《中國生物多樣性保護戰(zhàn)略與行動計劃(2011—2030 年)》,將水生生物資源調(diào)查與養(yǎng)護列為優(yōu)先行動項目[2]。 大型底棲無脊椎動物(以下簡稱底棲動物)是淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,主要指生活史的全部或部分生活在水體底部,個體不能通過500 μm 孔徑網(wǎng)篩的無脊椎動物,包括節(jié)肢動物門昆蟲綱的水生昆蟲、軟甲綱的淡水蟹和鉤蝦,軟體動物門的蚌類、螺類,環(huán)節(jié)動物門的寡毛綱、蛭綱,扁形動物門的渦蟲等[3]。 底棲動物具有種類多、生活周期長、生活場所比較固定、對水質(zhì)變化敏感等特點,是國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的水質(zhì)生物監(jiān)測指標[4-7]。 底棲動物形態(tài)學(xué)鑒定高度依賴經(jīng)驗豐富的分類人員[8],且所鑒定的標本大多為幼期形態(tài),相關(guān)分類資料不足,因此,其形態(tài)學(xué)鑒定大多只能精確到科或?qū)偌墑e[9]。 然而不同底棲動物種類對水質(zhì)的敏感性不同,同一科、屬內(nèi)的不同種的耐污性也存在明顯差異[10-11],科或?qū)偌墑e的粗糙鑒定無法科學(xué)、準確地評價水生態(tài)質(zhì)量及其受到的威脅。 因此,對底棲動物物種水平的準確鑒定不僅是水質(zhì)生物監(jiān)測的迫切需要,也是水生態(tài)環(huán)境管理的必然要求。

DNA 條形碼技術(shù)(DNA Barcoding)能夠破解底棲動物鑒定過度依賴分類專家和對不同發(fā)育階段的標本的鑒定水平不一致等難題[12]。 該方法通過DNA 分子標記準確區(qū)分、鑒定物種[12-13],已在生命科學(xué)、法醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、食品學(xué)和檢驗檢疫等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用[12]。 此外,結(jié)合高通量測序技術(shù)的宏條形碼技術(shù)(DNA Metabarcoding)可以通過對水和土壤環(huán)境樣品中的混合DNA 的測序、比對,快速、大規(guī)模地獲得物種信息,極大地革新了生物多樣性調(diào)查方法[8,14-16]。

準確、完整的DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫是DNA 條形碼技術(shù)與宏條形碼技術(shù)成功應(yīng)用的重要保障[17]。 不完善的數(shù)據(jù)庫會使得相當多的環(huán)境DNA-宏條形碼數(shù)據(jù)得不到注釋,或得不到準確注釋,易造成物種漏檢或錯誤鑒定[17]。 國際上雖然有GenBank 和生命條形碼數(shù)據(jù)庫(Barcode of Life Database,BOLD)等公共數(shù)據(jù)庫,但其對我國特有底棲動物種類的收錄很少,而且還存在著大量的鑒定和標記錯誤,無法滿足國內(nèi)底棲動物鑒定的需求。 因此,構(gòu)建我國淡水底棲動物條形碼數(shù)據(jù)庫具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價值。

本文在回顧DNA 條形碼技術(shù)在底棲動物多樣性調(diào)查中的應(yīng)用情況以及國內(nèi)外條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,詳細介紹了由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)組織、國內(nèi)15 所高校和科研院所參與構(gòu)建的中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和組織架構(gòu)、功能特色。 該數(shù)據(jù)庫的建成和應(yīng)用不僅彌補了國內(nèi)底棲動物條形碼數(shù)據(jù)庫的空白,也為我國底棲動物多樣性調(diào)查、水質(zhì)生態(tài)監(jiān)測及健康評價提供了堅實的技術(shù)保障和重要的數(shù)據(jù)資源。

1 DNA 條形碼和宏條形碼技術(shù)

DNA 條形碼技術(shù)是指利用標準的、有足夠變異的、易于擴增的、相對較短的一個或幾個基因片段進行物種鑒定的方法[18]。 由于DNA 片段與物種存在唯一對應(yīng)關(guān)系,可以像商品的條形碼一樣標識對應(yīng)的物種信息,故被稱為DNA 條形碼[18]。DNA 條形碼的概念由HEBERT 等[19-20]于2003 年首先提出,其中在動物類別中往往將細胞色素C氧化酶亞基Ⅰ(CytochromecOxidase Subunit Ⅰ,COⅠ)作為條形碼的首選標記。 與傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類鑒定相比,DNA 條形碼鑒定具有諸多方面的顯著優(yōu)點。 首先,DNA 條形碼鑒定利用同一段固定的基因片段,更有利于物種鑒定的標準化,使鑒定結(jié)果更準確、客觀[12]。 其次,DNA 條形碼基于分子水平進行鑒定,無需分類學(xué)基礎(chǔ),擺脫了形態(tài)學(xué)鑒定對專業(yè)分類人員的依賴,且不受樣品性別、發(fā)育階段、形態(tài)特征的限制[13,21-22]。 最后,DNA條形碼重新定義了物種邊界,有助于發(fā)現(xiàn)新物種,并為解決近似種和隱存種等傳統(tǒng)分類鑒定難題提供新的研究方法和思路[21-23]。

近些年,高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展在降低DNA 條形碼技術(shù)應(yīng)用成本的同時,進一步擴展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍[8,14]。 結(jié)合高通量測序的宏條形碼技術(shù),可以通過對各類生物向環(huán)境中釋放的分泌物、唾液、精子等降解程度不同的DNA 混合物進行提取和測序,完成對環(huán)境樣本中不同物種類群的大規(guī)模鑒定[14]。 同時,該技術(shù)也可通過提取不同類群的混合組織樣本或其酒精保存液中的游離DNA 進行測序和物種注釋[17,24]。 現(xiàn)今,宏條形碼技術(shù)已成為推進淡水底棲動物多樣性監(jiān)測甚至水質(zhì)評價的一項最有前景的新興技術(shù),廣泛用于水生生物多樣性調(diào)查[25]、入侵和稀有物種檢測[26-27],以及目標生物豐度、群落大小、分布和動態(tài)檢 測 等 方 面[28]。 HAJIBABAEI 等[29]首 次 將DNA 條形碼技術(shù)應(yīng)用于淡水底棲動物多樣性分析,并證明宏條形碼技術(shù)可成功用于底棲動物監(jiān)測。 研究顯示,宏條形碼技術(shù)對大部分底棲動物的檢出率高達98%,其中水質(zhì)敏感昆蟲EPT 類群(蜉蝣目+衤責翅目+毛翅目)的檢出率為100%[30]。

相對于傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類鑒定,新興的DNA條形碼和宏條形碼技術(shù)也存在一定的局限性。 例如,不能區(qū)分死亡個體[24],不能直接獲得物種的發(fā)育時期、性別比例等信息[31],無法對生物量和物種相對豐度進行準確估測[14],PCR 引物的偏向性容易造成假陰性結(jié)果[17]。 此外,條形碼與宏條形碼技術(shù)的應(yīng)用有效性高度取決于參考數(shù)據(jù)庫的大小和質(zhì)量[17],而現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫存在不同類型的缺陷,無法滿足監(jiān)測鑒定的需要。 綜上可知,雖然條形碼技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景,但目前仍不能完全取代傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類鑒定。 因此,在進行物種鑒定和生物多樣性監(jiān)測時,應(yīng)充分結(jié)合兩種技術(shù),進行綜合評估。

2 國內(nèi)外條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建現(xiàn)狀及存在的問題

DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫不僅可以為統(tǒng)一存儲樣品信息和DNA 條形碼序列提供場所,而且可以為進一步應(yīng)用DNA 條形碼進行物種鑒定分析、物種進化過程研究、生物地理譜系研究等提供生物信息學(xué)分析平臺[12,18,23]。 數(shù)據(jù)庫的大小和質(zhì)量直接決定了應(yīng)用條形碼技術(shù)進行物種鑒定的可靠性和準確性[32],對于利用環(huán)境DNA-宏條形碼技術(shù)進行水質(zhì)監(jiān)測尤為重要。 研究顯示,缺少完善的參考數(shù)據(jù)庫可使50%以上的宏條形碼數(shù)據(jù)無法注釋到水質(zhì)監(jiān)測所需的物種鑒定精度[32]。

針對此問題,全球很多研究機構(gòu)開始著手建立可靠、完整的分子數(shù)據(jù)庫和信息分享平臺(表1)。 國際上第一個 DNA 條形碼數(shù)據(jù)系統(tǒng)——BOLD 系統(tǒng)(http:/ /boldsystems. org),由國際生命條形碼協(xié)會(Consortium for the Barcode of Life)于2007 年建立[18]。 迄今為止,BOLD 系統(tǒng)內(nèi)包含了超過32.7 萬種生物的條形碼信息,包括234 038 種動物、70 026 種植物、23 762 種真菌和其他生物物種[18]。 2011 年,我國也建立了中國生命條形碼數(shù)據(jù)門戶,該數(shù)據(jù)庫包含了64 176 個標本的77 957 條序列[18]。 此外,國內(nèi)各行業(yè)/學(xué)科也有針對性地逐步建立了一系列條形碼數(shù)據(jù)庫,如中藥材DNA 條形碼鑒定系統(tǒng)[33]、中國珍稀瀕危植物DNA 條形碼鑒定平臺[18]、中國檢疫性有害生物DNA 條形碼鑒定系統(tǒng)[12]、中國重要漁業(yè)生物DNA 條形碼信息平臺、傳統(tǒng)藥物DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫、中國兩棲類信息系統(tǒng)等。

表1 國內(nèi)外部分DNA 條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建現(xiàn)狀Table 1 Current status of some domestic and overseas DNA barcoding reference databases

針對底棲動物,澳大利亞建立了專門包含EPT 物種的Aquatic Invertebrates of Australia 數(shù)據(jù)庫[34]。 加拿大建立了水質(zhì)敏感昆蟲EPT 數(shù)據(jù)庫,收錄有112 個EPT 物種、2 277 條COⅠ序列[35],隨后又建立了包含150 萬條條形碼數(shù)據(jù)和憑證標本的參考數(shù)據(jù)庫[36]。 美國建立了收錄有209 種毛翅目昆蟲和超過1 000 條序列的參考數(shù)據(jù)庫[37]。 德國也建立了EPT 數(shù)據(jù)庫,收錄了363個物種和2 000 多條序列[38]。 然而,我國底棲動物條形碼數(shù)據(jù)庫發(fā)展較慢,大部分條形碼數(shù)據(jù)只零散分布在成幼蟲聯(lián)系和系統(tǒng)發(fā)育研究中[13]。

盡管近些年DNA 條形碼相關(guān)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展如火如荼,但其構(gòu)建和應(yīng)用仍存在一些突出的問題。 首先,大多數(shù)DNA 條形碼序列缺少對應(yīng)的形態(tài)圖像憑證,造成形態(tài)鑒定信息與分子信息割裂[22]。 很多條形碼數(shù)據(jù)記錄的憑證信息缺失或不全面,難以追溯其測序的準確性。 其次,大部分條形碼信息缺少專家鑒定,存在大量的鑒定和標記錯誤[22]。 再次,由于全球各地在條形碼研究上的投入差異和物種多樣性差異,數(shù)據(jù)庫中的條形碼數(shù)量在不同地理區(qū)域與不同物種類群上存在明顯的不平衡[32]。 因此,盡管GenBank 和BOLD 中有宏量的條形碼數(shù)據(jù),但對我國特有種類的收錄較少。 最后,由于我國獨特的地理位置和水域生態(tài)環(huán)境,部分物種產(chǎn)生了較大的物種地理分化,與許多國外已報道種類有相當明顯的分子和形態(tài)差異,難以利用GenBank 和BOLD 中的現(xiàn)有序列對國內(nèi)物種進行準確注釋。

3 中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫

3.1 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容與功能

該數(shù)據(jù)庫由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)組織,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南開大學(xué)、南京師范大學(xué)、中山大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、揚州大學(xué)、重慶師范大學(xué)、南昌大學(xué)、廣西師范大學(xué)、中科院水生生物研究所、中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所等15 所高校和科研院所的分類專家及團隊歷時一年半構(gòu)建完成。 該數(shù)據(jù)庫的中文名稱為中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫(圖1),涉及的生物類群主要有水生昆蟲(蜉蝣目、蜻蜓目、衤責翅目、毛翅目、鞘翅目、半翅目、廣翅目、脈翅目,以及雙翅目搖蚊科和大蚊科等)、軟體動物(蚌類、螺類等)、環(huán)節(jié)動物(寡毛綱、蛭綱)、甲殼動物(溪蟹、鉤蝦等)。

圖1 中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫首頁Fig.1 The homepage of the Chinese freshwater macroinvertebrate barcode library

數(shù)據(jù)庫注冊用戶可以在線進行物種分類檢索,以及底棲動物COⅠ條形碼和環(huán)境DNA-宏條形碼數(shù)據(jù)的比對工作,完成對物種的鑒定和注釋。用戶在首頁或者后臺通過物種名進行搜索,不僅可以得到該物種的分類信息和圖像信息,還可以得到該物種的所有樣本信息,包括樣本所屬項目信息、憑證標本信息、采集信息和條形碼數(shù)據(jù)。 物種鑒定主要通過COⅠ條形碼的比對功能實現(xiàn)。用戶可將底棲動物條形碼的序列信息粘貼在數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)平臺搜索框進行比對,從而得到物種鑒定結(jié)果,也可將環(huán)境DNA-宏條形碼數(shù)據(jù)輸入搜索框進行比對,完成對分子可操作單元(Molecular Operational Taxonomic Units)的注釋。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計及組織架構(gòu)

中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫以門戶網(wǎng)站的形式呈現(xiàn),設(shè)立有三大模塊,具體如圖2 所示。

圖2 中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫設(shè)計架構(gòu)Fig.2 The design and structure of the Chinese freshwater macroinvertebrate barcode library

3.2.1 門戶展示模塊

各個項目組負責成員從后臺上傳樣本相關(guān)信息,在門戶展示模塊顯示數(shù)據(jù)庫及樣本的相關(guān)信息,包含物種分類信息、憑證標本信息和序列信息3 個部分。

1)物種分類信息。 包括物種在各個分類階元的拉丁學(xué)名(門、綱、目、科、屬、種)、中文譯名以及鑒定者信息。 鑒定者信息包括鑒定者姓名、單位、聯(lián)系方式和鑒定日期。

2)憑證標本信息。 包括樣本編號、樣本憑證信息、采集信息、地理分布信息、性別、生長階段以及圖像信息。 其中,樣本編號在整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是唯一的。 對于用來鑒定和提取DNA 條形碼信息的憑證標本,要進行編號并妥善保存。 樣本憑證信息中,要上傳憑證標本的存放地點、保存方式以及博物館館藏號。 樣本采集信息包含采集者、采集時間、采集地點、經(jīng)緯度、海拔、深度、采集方式等。

關(guān)于樣本圖像信息,每個樣本至多可上傳20 個照片文件,一般每個樣本至少拍攝1 個整體圖和2～5 個形態(tài)特征鑒別圖。 圖片格式必須為JPG、GIF 和PNG 3 種格式之一。 相機圖片要求像素不低于500 萬,圖像清晰度不低于300 dpi,矢量繪圖不低于600 dpi。 圖片需附有比例尺,并在圖片下方附有對圖片內(nèi)容的簡要說明。

3)序列信息。 包括首選遺傳標記名稱,如COⅠ;其他遺傳標記名稱,如28S、Cytb;處理序列的實驗室或機構(gòu)名稱,如南京農(nóng)業(yè)大學(xué);GenBank或BOLD 編號,如果序列在GenBank 或BOLD 中有對應(yīng)編號,上傳其GenBank 或BOLD 編號;PCR正反向引物等。

3.2.2 數(shù)據(jù)查詢鑒定模塊

該模塊包括3 種不同的查詢途徑:

第一種是根據(jù)分子序列進行查詢。 將獲得的未知樣品的條形碼序列粘貼到查詢框,并點擊提交進行鑒定(圖3)。 查詢COⅠ序列須大于300 bp,且序列所含不確定堿基(Ns)的數(shù)目占比應(yīng)小于1%。 系統(tǒng)基于VSEARCH 模塊對序列進行比對,并給出數(shù)據(jù)庫中該序列的物種信息。 當前,該系統(tǒng)支持Fasta(含“>”號)格式和純序列格式(不含“>”號)查詢。 物種鑒定系統(tǒng)可以迅速查詢到數(shù)據(jù)庫中與未知樣品序列最相似的序列,并給出數(shù)據(jù)庫中該序列的物種信息。 為便于使用者對鑒定結(jié)果進行核對,物種鑒定系統(tǒng)會列出數(shù)據(jù)庫中與查詢序列相似性最高的30 條序列,并列出序列比對長度、覆蓋度、相似性及鑒定信息。

圖3 數(shù)據(jù)庫條形碼序列物種鑒定結(jié)果展示Fig.3 The species identification results using DNA barcodes query in the barcode library

第二種是根據(jù)物種分類信息進行查詢。 在首頁的分類檢索搜索框或登錄后臺樣本管理中的分類檢索框中,輸入物種分類等級(門、綱、目、科、屬、種)的拉丁學(xué)名或者中文名進行檢索。

第三種是根據(jù)地理分布信息進行查詢。 點擊地圖上某個具體的地區(qū)或地點,進而鏈接到在相應(yīng)區(qū)域存在分布的物種類別,從而搜索得到物種其他相關(guān)信息。

3.2.3 后臺管理模塊

后臺管理模塊共包括3 部分,分別為項目信息管理、樣本信息管理以及生物分類列表,主要用于面向項目成員的可視化數(shù)據(jù)管理,包括數(shù)據(jù)的查看和信息的導(dǎo)入、導(dǎo)出、備份、整理及更新。 其中,項目信息管理模塊用于項目管理組成員對某個條形碼項目信息的管理、整合與更新。 在樣本信息管理模塊中,用戶可進行某個門類物種分類信息的搜索、查詢,管理者可以進行物種分類信息、圖像信息及條形碼信息的逐個或批量上傳及導(dǎo)出。

3.3 數(shù)據(jù)庫特色及現(xiàn)狀

該數(shù)據(jù)庫的最大特點是所有物種名錄均由分類學(xué)專家審定確認,每一條入庫條形碼均來自分類專家的精確鑒定,確保了條形碼序列與形態(tài)學(xué)物種的一致性。 現(xiàn)有底棲動物類群相關(guān)條形碼數(shù)據(jù)存儲混雜、信息零散,各類群的條形碼數(shù)據(jù)以不同形式儲存于不同數(shù)據(jù)庫,且其中的絕大多數(shù)序列缺少形態(tài)學(xué)圖像憑證,導(dǎo)致同一物種不同發(fā)育階段的形態(tài)與分子信息往往難以建立聯(lián)系,給物種鑒定帶來了極大困難。 該數(shù)據(jù)庫首次將零散的信息匯總至統(tǒng)一的信息平臺,并整合了同一物種下的分類信息、分子條形碼信息、地理分布信息以及不同蟲態(tài)的形態(tài)圖像等全面的物種信息,從而更有利于對物種的整合鑒定。

迄今為止,該數(shù)據(jù)庫已收錄有800 余個底棲動物物種、1 100 余條條形碼數(shù)據(jù)以及5 600 余種中國常見淡水大型底棲無脊椎動物的物種信息。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示(圖4、圖5),當前該數(shù)據(jù)庫已收錄的各底棲動物類群的物種數(shù)和條形碼數(shù)并不均衡,其中水生昆蟲的數(shù)據(jù)量最大,而端足目、寡毛綱等難以鑒定的物種類群的條形碼數(shù)據(jù)仍有所欠缺,尚待補充。

圖4 數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有收錄物種及DNA 條形碼數(shù)量相對比例Fig.4 The proportion of taxa and barcodes in the current barcode library

圖5 數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有不同生物類群收錄物種和DNA 條形碼數(shù)量統(tǒng)計Fig.5 The statistics of the taxa and barcode in the current barcode library

4 總結(jié)和展望

中國淡水大型底棲無脊椎動物條形碼數(shù)據(jù)庫是我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的淡水底棲動物條形碼數(shù)據(jù)庫。 通過在用戶界面的簡單操作,無分類基礎(chǔ)的研究人員也可完成對底棲動物全發(fā)育形態(tài)的準確鑒定,實現(xiàn)鑒定過程的自動化、標準化和遠程化,可為底棲動物分類鑒定、種質(zhì)資源利用、瀕危物種保護提供重要的數(shù)據(jù)資源。 同時,該數(shù)據(jù)庫可為我國淡水生物多樣性調(diào)查與評估,外來入侵水生生物早期監(jiān)測、預(yù)警與風險評估,水質(zhì)敏感物種(如EPT 水生昆蟲)監(jiān)測與識別,以及重新構(gòu)建更加科學(xué)合理的基于底棲動物物種水平的耐污值、BI、BMWP 指數(shù)評價體系等提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)保障,有助于更好地提升我國水質(zhì)監(jiān)測水平。

在數(shù)據(jù)庫的后續(xù)建設(shè)中,需加大對底棲動物中的易忽視類群、形態(tài)鑒定困難類群條形碼信息的采集力度[34]。 在增加底棲動物各類群條形碼信息覆蓋度的同時,持續(xù)擴大單一種類不同地理種群的樣本條形碼數(shù)量,進一步挖掘水生生物的物種多樣性,提高對淡水生物多樣性及分布規(guī)律的認識,為水生動物類群的生態(tài)學(xué)研究、生物譜系地理學(xué)研究等提供數(shù)據(jù)資源和分析平臺。 此外,目前數(shù)據(jù)庫中的條形碼標記僅限于COⅠ,后續(xù)需逐步將其他分子標記數(shù)據(jù)(12S、16S 等)上傳至數(shù)據(jù)庫,以滿足日益增長的對不同生物類群的比對注釋需求。

隨著下一代測序技術(shù)的不斷進步,條形碼技術(shù)也向更加高通量、智能化、自動化方向發(fā)展。 通過基于第三代測序技術(shù)的PacBio 等平臺,條形碼測序可無需PCR 操作,并不斷增加測序通量和長度[39]。 此外,基于試紙(Dip-Stick)和封閉管內(nèi)(Closed-Tube) 的 PCR 自 動 測 序 設(shè) 備, 如FASTFISH-ID 等新興技術(shù),條形碼技術(shù)在應(yīng)用于野外采樣和處理時更加便攜,實現(xiàn)了實時化、遠程化和自動化[22]。 因此,相信隨著新方法和新技術(shù)的應(yīng)用,DNA 條形碼和宏條形碼技術(shù)在未來還將大放異彩,繼續(xù)在生物多樣性保護和生態(tài)學(xué)研究方面引領(lǐng)新的方向,促進全球生物物種條形碼信息數(shù)字化時代的到來。

致謝:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊定、劉星月,南開大學(xué)卜文俊、王新華、葉瑱,南京師范大學(xué)周長發(fā)、孫紅英,中山大學(xué)賈鳳龍,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)童曉立,揚州大學(xué)杜予洲,重慶師范大學(xué)于昕,南昌大學(xué)吳小平,廣西師范大學(xué)杜麗娜,中科院水生生物研究所謝志才、崔永德,以及中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所邊冬菊為數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持與幫助,在此一并致以誠摯的謝意。