研究人员通过藻类DNA追踪水污染

硅藻是单细胞藻类，对影响其水生环境的变化特别敏感。这就是为什么它们被用作生物监测水质的生物指示剂。然而，他们在河流样本中的微观识别需要大量的时间和技巧。来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的生物学家成功地建立了一个完全基于样品中存在的硅藻DNA序列的水质指数，而无需在视觉上识别每个物种。该研究发表在“分子生态学资源”杂志上，提供了一种革命性的工具，可以并行处理大量样品，从而可以在更短的时间内以更低的成本广泛覆盖受监测的场地。

使用不同的生物指数评估由人类活动引起的河流污染程度。后者由于其生态偏好和对污染的耐受性，基于被选为生物指示物的生物的数量和多样性反映了河流的生态状况。这是硅藻的情况，藻类由一个被二氧化硅骨架包围的单个细胞组成，被欧盟和瑞士推荐为河流和湖泊的理想生物指示剂之一。

河流质量使用瑞士硅藻指数(DI-CH)确定，其价值定义了生态状况。“然而，每个样本中存在的不同物种的形态学鉴定不再满足为保护水生环境而引入的快速可靠的生物评估措施的需要。这就是为什么我们试图开发一种新方法，”Jan Pawlowski教授说。在UNIGE科学学院的遗传学和进化系。

DNA序列作为生物指示剂

与瑞士La Chaux-de-Fonds的日内瓦水生态服务中心(SECOE)和PhycoEco环境办公室合作，研究人员分析了瑞士不同河流采集的90个样本，并使用DI-CH确定了他们的生态状况。。因此，他们建立了参考系统，以验证正在开发的分子指数。后者基于可能存在于这些样品中的所有硅藻物种的特征性DNA序列。

“每个样本中显示的DNA序列的整个范围对应于特定的DI-CH质量指数。此外，每个鉴定的序列具有不同的分布，并且从一个样本到另一个样本以不同的量检测到。通过整合所有这些数据，我们是能够计算每个序列的生态价值，而不必识别它所属的物种，“日内瓦小组成员，该研究的第一作者LaureApothéloz-Perret-Gentil解释说。

为环境量身定制的分子指数

这种方法可以使用所有这些生态价值来确定水的质量。“我们对近80%的样品进行了评估是正确的，这非常令人鼓舞。增加样品的数量和多样性将使我们能够校准我们的方法，以便进行日常的大规模分析，”Jan Pawlowski指出。

以创纪录的时间和降低的成本同步处理大量样本并不是这种新工具的唯一优势。由UNIGE的生物学家开发的分子指数可以很容易地适应其他单细胞生物指示剂组：监测各种类型的水生生态系统的重要资产。

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