一种基于eDNA的水生生态分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于eDNA的水生生态分析方法及系统，方法包括：获取检测样本；利用形态学方法对所检测样本进行生物类别总生物量测定，得到第一数据；从所述检测样本中提取eDNA样本；对所述eDNA样本进行PCR扩增，进行文库构建并测序，得到宏条形码序列信息；获取比对数据库，将所述宏条形码序列信息与所述比对数据库进行比对分析，得到第二数据；根据所述第一数据和所述第二数据进行生态系统健康分析，得到分析结果。本发明专利技术避免了因主观因素导致的检测结果差异性，同时可以更精确的鉴定水生生态中的生物数量和占比。本发明专利技术可以广泛应用于水生生态分析技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于eDNA的水生生态分析方法及系统
本专利技术涉及基于eDNA的水生生态分析
，尤其涉及一种基于eDNA的水生生态分析方法及系统。
技术介绍
随着全球化进程的推进以及环境问题的凸显，在水生生态下，对生物入侵的防治、濒危物种的保护、生物多样性的评价以及生物量的评估已经成为了常见的环境保护行为；以上行为首先需要获取特定区域生物多样性的调查数据。而对于特定区域生物多样性的调查，传统方法是通过专业人员对采集物种的形态学特征进行数小时的观察来确定的，例如：传统浮游植物的物种鉴定，需要专业人员将采集样品进行固定及凝聚后，再通过显微镜实现镜检。这一过程受限于专业人员的影响，易受主观因素的影响导致检测结果的差异性；此外，一些对生存环境比较敏感的物种也很难通过先采集再镜检的形式被发现，从而影响了调查和评价的准确性。
技术实现思路
为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种基于eDNA的水生生态分析方法及系统。根据本专利技术实施例的第一方面，一种基于eDNA的水生生态分析方法，包括以下步骤：获取检测样本；利用形态学方法对所检测样本进行生物类别总生物量测定，得到第一数据；从所述检测样本中提取eDNA样本；对所述eDNA样本进行PCR扩增，进行文库构建并测序，得到宏条形码序列信息；获取比对数据库，将所述宏条形码序列信息与所述比对数据库进行比对分析，得到第二数据；根据所述第一数据和所述第二数据进行生态系统健康分析，得到分析结果。进一步，所述获取检测样本这一步骤包括：设置取样点；利用2L可密封式广口瓶从所述取样点采集水样样本。进一步，所述取样点至少存在1个。进一步，所述水样样本至少存在3份。进一步，所述检测样本包括以下至少之一或其组合：浮游生物水体样本、鱼类水体样本、底栖生物水体样本、水生植物样本。进一步，所述从所述检测样本中提取eDNA样本这一步骤包括：利用滤膜对所述检测样本进行真空抽滤，在所述滤膜上存在覆盖物的位置去除所述滤膜，使用试剂盒提取所述eDNA样本；所述滤膜为0.45μm聚醚砜材质。进一步，所述第二数据包括以下至少之一或其组合：物种数、物种信息、生物量占比。进一步，所述生态系统健康分析包括以下至少之一或其组合：单因子健康分析、多因子健康分析。进一步，所述单因子健康分析中的单因子指标包括以下至少之一或其组合：物种丰富度、香浓多样性指数、硅藻耐受性指数、敏感种相对多度、群落相似性指数。根据本专利技术实施例的第二方面，一种基于eDNA的水生生态分析系统，包括以下模块：获取模块，用于获取检测样本；测定模块，用于利用形态学方法对所检测样本进行生物类别总生物量测定，得到第一数据；提取模块，用于从所述检测样本中提取eDNA样本；测序模块，用于对所述eDNA样本进行PCR扩增，进行文库构建并测序，得到宏条形码序列信息；比对模块，用于获取比对数据库，将所述宏条形码序列信息与所述比对数据库进行比对分析，得到第二数据；分析模块，用于根据所述第一数据和所述第二数据进行生态系统健康分析，得到分析结果。本专利技术的有益效果是：避免了因主观因素导致的检测结果差异性，同时可以更精确的鉴定水生生态中的生物数量和占比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本专利技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。图1是本专利技术实施例提供的一种基于eDNA的水生生态分析方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的模块连接图；图3是本专利技术实施例提供的香农多样性指数曲线图；图4是本专利技术实施例提供的水体样本分析柱状图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。首先，对本专利技术实施例中涉及的相关名词术语进行介绍和说明：eDNA，即EnvironmentalDNA，中文名为环境DNA，具体指可以直接从环境样本(例如土壤、沉积物、水体等)中直接获得的遗传材料，这些DNA一般来源于动物的皮肤、粘液、唾液、精子、分泌物、卵、粪便、尿液、血液或植物的根、叶、果实、花粉等。eDNA-Metabarcoding，中文名为环境DNA-宏条形码技术，可以从环境样本(例如土壤、沉积物、水体等)中提取所有的DNA，利用PCR扩增技术捕获特定的DNA序列片段，从而进行定性定量分析。参照图1，所示为根据本专利技术实施例提供的一种基于eDNA的水生生态分析方法流程图，包括以下步骤S100～S600：S100、获取检测样本；检测样本包括以下至少之一或其组合：浮游生物水体样本、鱼类水体样本、底栖生物水体样本、水生植物样本；可选地，步骤S100可以通过以下步骤实现：S101、设置至少1个取样点；S102、利用2L可密封式广口瓶从取样点采集水样样本；一般在同一个取样点采集至少3份水样样本；一般地，我们会根据应用场景选取一个或多个取样点，从取样点中提取水样样本，每个水样样本使用容量为1000mL的取水器采集表层水和底层水各1L,将表层水和底层水混合保存在经消毒的2L可密封式广口瓶中；当水样样本被采集成功后需要对取样点及其他取样信息进行标记，并放置于低温保温箱中进行保管并在24小时内带回实验室，以保证水样样本的有效性；低温保温箱一般设置为4℃。S200、利用形态学方法对所检测样本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取检测样本；/n利用形态学方法对所检测样本进行生物类别总生物量测定，得到第一数据；/n从所述检测样本中提取eDNA样本；/n对所述eDNA样本进行PCR扩增，进行文库构建并测序，得到宏条形码序列信息；/n获取比对数据库，将所述宏条形码序列信息与所述比对数据库进行比对分析，得到第二数据；/n根据所述第一数据和所述第二数据进行生态系统健康分析，得到分析结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取检测样本；
利用形态学方法对所检测样本进行生物类别总生物量测定，得到第一数据；
从所述检测样本中提取eDNA样本；
对所述eDNA样本进行PCR扩增，进行文库构建并测序，得到宏条形码序列信息；
获取比对数据库，将所述宏条形码序列信息与所述比对数据库进行比对分析，得到第二数据；
根据所述第一数据和所述第二数据进行生态系统健康分析，得到分析结果。


2.根据权利要求1所述的基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，所述获取检测样本这一步骤包括：
设置取样点；
利用2L可密封式广口瓶从所述取样点采集水样样本。


3.根据权利要求2所述的基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，所述取样点至少存在1个。


4.根据权利要求2所述的基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，所述水样样本至少存在3份。


5.根据权利要求1所述的基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，所述检测样本包括以下至少之一或其组合：浮游生物水体样本、鱼类水体样本、底栖生物水体样本、水生植物样本。


6.根据权利要求1所述的基于eDNA的水生生态分析方法，其特征在于，所述从所述检测样本中提取eDNA样本这一步骤包括：
利用滤膜对所述检...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志强，雷鸣，朱家玺，梁梦芽，赵建刚，
申请(专利权)人：广州博嵩生物环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44