eDNA分析有助于更有效地控制害虫

研究人员在表层土壤样本中成功检测到入侵阿根廷蚂蚁的环境DNA，并证明eDNA可以更准确地了解栖息地分布。希望将此与害虫防治计划相结合，将有助于成功消灭破坏性的入侵蚂蚁。?

　　

研究人员在神户港岛和京都福岛两个地区的表层土壤样本中成功地检测到了阿根廷蚂蚁的环境DNA（埃德娜），这两个地区长期以来都是由这种入侵物种造成破坏的地区。研究小组成员包括当时的研究生YASASHIMOTO Tetsu和神户大学人类发展与环境研究生院的MINAMOTO Toshifumi副教授、工程研究生院的OZAKI Mamiko客座教授和NAKAJIMA Satoko，京都县公共卫生与环境研究所的正式成员。

这种方法可以使科学家轻松准确地了解全球入侵蚂蚁物种（^*3）的栖息地分布和热点，例如造成重大损害的火蚁。将这一方法与针对入侵蚂蚁的害虫防治计划相结合，将有助于制定有针对性的措施并取得成功的消灭结果。

在全球化的背景下，国家之间的货物和商品运输日益增加。因此，入侵蚂蚁物种的到来、随后的建立和广泛扩散，无意中被转移到其他国家，已发展成为一个世界性的问题。在日本，阿根廷蚁群继续大量繁殖，剧毒火蚁种群的入侵和建立也有报道；1.京都的Fushimi区和2.神户的港口岛。1.福希米连续使用杀虫剂措施近10年，并在建筑区成功地抑制了阿根廷蚂蚁的数量。2.虽然阿根廷蚂蚁在20多年前首次入侵神户，但情况尚未好转。

像1这样长期使用杀虫剂的情况，很难在非科学的基础上停止使用杀虫剂，尽管这从保护自然环境和生态系统的角度来看是一个问题，由于物种分布的范围不易理解，因此没有制定害虫防治计划。

环境DNA分析是2008年左右引入生态学和保护生物学领域的一种生物监测方法，它给生物信息的传导带来了革命性的变化调查，尤其是在水生环境中。希望将这项技术应用于表层土壤样品而不是水样，将对消除入侵蚂蚁起到关键作用，为这一问题提供了突破性的解决方案。

研究方法和发现

阿根廷蚂蚁特异性DNA分析

研究人员设计了一种针对阿根廷蚂蚁的实时PCR分析，并通过实验证实了该分析的特异性。然后，研究人员用这种方法进行了以下实验。

选择表面样品地点及其各自的害虫防治历史

从京都福西米区总共四个地点收集表面样品，以测试它们是否有阿根廷蚂蚁的eDNA。在过去十年中，每个地点控制入侵蚂蚁种类的努力的特点是不同的。

使用表层土壤样本检测阿根廷蚂蚁的eDNA

在FM-1和FM-2地点的样本中发现了阿根廷蚂蚁的环境DNA，它们的存在以前已经被传统的诱饵陷阱调查所证实。然而，在FM-3和FM-4地点采集的样本中未检测到这种入侵物种的eDNA。这些结果与诱饵诱捕法获得的结果并不矛盾，表明eDNA分析比基于目视观察的调查更为准确（表1）。此外，在每个调查地点都观察到了当地的蚂蚁种类。在检测到阿根廷蚂蚁eDNA的FM-1和FM-2点，观察到7种和3种本地物种，而在未检测到入侵蚂蚁DNA的FM-3和FM-4点，分别发现15种和10种本地物种。这表明入侵物种可能正在驱逐本地蚂蚁物种。

结论和进一步发展

1.通过比较和分析各种蚂蚁物种的环境DNA分析结果与阿根廷蚂蚁和本地蚂蚁物种多年来积累的栖息地数据，提出了一种利用环境DNA估算蚂蚁栖息地的方法。通过这种方式，eDNA可以提供一个科学依据，从中重新考虑以前无效的虫害控制方法，消除与虫害控制的持续性和确认灭绝有关的问题。

2.环境DNA方法是一种基本的、通用的技术，这使得对其他入侵蚂蚁物种（如火蚁）的进一步研究能够以同样的方式进行。

3.基于“保护和恢复陆地生态系统并阻止生物多样性丧失”的可持续发展目标（SDG），可以制定和实施一个控制入侵物种的政策模式，从入侵蚂蚁物种（包括阿根廷蚂蚁和火蚁）开始。

词汇表

*1环境DNA（eDNA）：这是来源于在环境中发现的生物的DNA，例如在水中或地上。环境DNA分析使研究人员能够全面识别居住在某一地区的物种，即使它们不再生活在那里。这反过来又使他们能够估计和了解目标物种的分布。环境DNA调查广泛应用于物种保护、生态学、分类学、微生物学和古生物学等研究领域。它起源于南美洲。国际自然及自然资源保护联盟（IUCN）将其列为世界上100种入侵最严重的物种之一。它也被指定为日本最严重的100种入侵物种之一。它于1993年在日本广岛县的Hatsukaichi市首次被发现，此后在11个县被报道。一旦入侵一个地区，这是一个很难根除的物种，因为蚂蚁与多个蚁后建立了超级殖民地。

*3入侵蚂蚁物种：这些物种已经扩散到它们的起源国之外，并在世界各国建立了自己的领地。它们入侵本地物种的栖息地，以及人和牲畜的住所；除了对健康和安全构成威胁外，还对生活环境构成威胁。这些入侵蚂蚁物种驱赶并消灭了一个地区的前居住者，从而导致生物多样性的丧失和生态系统的破坏

Journal Reference:

1. Tetsu Yasashimoto, Masayuki K. Sakata, Tomoya Sakita, Satoko Nakajima, Mamiko Ozaki, Toshifumi Minamoto. Environmental DNA detection of an invasive ant species (Linepithema humile) from soil samples. Scientific Reports, 2021; 11 (1) DOI: 10.1038/s41598-021-89993-9