eDNA是早期检测入侵青蟹的有用工具

随着华盛顿州青蟹入侵的恶化，一种新的分析方法可能有助于遏制未来的入侵，并通过水测试和基因分析防止新的疫情暴发。

　　

上个月，州长杰伊·英斯利(Jay Inslee)发布了一项紧急命令，以应对在Lummi Nation土地上捕获的7万多只螃蟹，以及近年来华盛顿外海岸和普吉特湾其他地区螃蟹数量的急剧增加。

随着青蟹在该州的入侵恶化，华盛顿大学和华盛顿海洋基金的科学家们开发了一种新的分析方法，可以帮助遏制未来的入侵，并通过水测试和基因分析防止新的爆发。2月6日在线发表在《生态应用》杂志上的研究结果表明，这种基于dna的技术在检测绿蟹的存在和设置陷阱捕捉活蟹一样有效，这是一个更费力的过程。结果表明，这两种方法可以相互补充，作为了解物种范围扩大的途径。

这种新方法依赖于环境中被称为eDNA的遗传物质，这种物质是在生物通过水中后发现的。科学家们可以从某个地点收集一瓶水，提取水中的DNA，然后辨别出该地区最近出现过哪些物种。

该研究的主要作者阿比盖尔·凯勒(Abigail Keller)说:“我们解决这个问题的资源是有限的，重要的是要思考如何有效地分配这些资源。”她在华盛顿大学海洋与环境事务学院(UW School of Marine and Environmental Affairs)读硕士时完成了这项研究。“知道使用eDNA检测入侵性绿蟹的最佳情况很重要，这也是我们的研究试图解决的问题。”

该研究团队依靠的是在2020年三个月多的时间里，从普吉特湾和外海岸的20个地点的捕青蟹陷阱中收集的数据。被困在这些位置是由大量的合作伙伴参与全州努力监视和控制欧洲膏蟹,包括多个部落,美国鱼类和野生动物部门——国家铅青蟹管理——华盛顿海洋格兰特的螃蟹团队,和其他州和联邦机构。

在这项研究中，研究人员访问了每个地点，收集了水样，然后进行了基因分析，以检测每个地点的欧洲青蟹的存在和数量。通过这种方式，他们可以用螃蟹的实际存在和数量来验证eDNA数据。他们发现，使用eDNA来检测这种物种的存在和数量与捕获和计数活螃蟹一样敏感。

研究人员说，这是很重要的，因为eDNA作为一种新的检测方法，在过去的场景中如何解释eDNA检测并不总是很清楚。这项研究表明，传统的监测方法——在这种情况下，诱捕和计数螃蟹——可以与eDNA技术相结合，以更有效地发现和控制入侵物种的暴发。

“这是一个非常有效的例子，说明如何在现实世界中使用eDNA。对我来说，这真的很令人兴奋，”合著者瑞安·凯利说，他是华盛顿大学海洋与环境事务学院的副教授。“有很多入侵物种，还有很多难以监控的濒危物种，所以这是在所有这些方面向前迈出的重要一步。”

这项研究还评估了eDNA在监测侵入性螃蟹时的价值，以及传统的捕获和计数仍然最有意义的时候。例如，在偏远地区或尚未确定疫情的地区采集水样并检测青蟹DNA，可以节省时间和资源，而不是部署陷阱。研究人员解释说，另一种可能的情况是，在那些已经有大量绿蟹生活的地方，以及社区科学家和管理者已经在捕捉和控制这些种群的地方，eDNA可能不会有帮助。

“从管理的角度来看,这个工具的价值真的生活在更偏远的地方或有很多海岸线,像阿拉斯加,绿蟹还没有被探测到,”作者艾米丽Grason说,海洋生态学家领导华盛顿海格兰特蟹团队。“我认为eDNA是工具箱中的另一个工具，我们可以想象它可以与诱捕一起使用的场景，特别是作为一种早期检测方法。”

在这些螃蟹占领一个新地点后，尽快找到它们，这对控制它们的数量和保护它们的栖息地很重要。管理人员可以通过在多个地点测试水来赶在新的入侵之前，然后进行更多的水测试、地面监测和捕获如果检测到青蟹的DNA。

这篇论文在瓦松岛附近一个青蟹尚未被捕获的地方鉴定出了青蟹的DNA。一年后，研究小组继续进行了密集的捕集和重新测试;没有发现青蟹或额外的青蟹DNA。研究人员认为，早期的阳性样本可能是捕获了青蟹的幼虫，而一年后，这些幼虫并没有出现在那个地点。值得注意的是，这项工作代表了一个重要的测试案例，说明如何将eDNA和传统的诱捕技术结合起来，用于青蟹管理。

“我们追求的原因这个项目一开始是早期发现绿色螃蟹是困难的——这就像发现海里捞针,”合著者p .肖恩·麦克唐纳说,华盛顿大学的助理教授教学在环境研究和水生和渔业科学和蟹的威斯康辛大学首席研究员团队研究。“所以，如果将eDNA加入我们的工具箱，帮助我们检测这些针头，那么这是很好的。”

气候、海洋和生态系统研究合作研究所的Ana Ramón-Laca是另一位合著者。这项研究由华盛顿海洋基金资助。

Journal Reference:

1. Abigail G. Keller, Emily W. Grason, P. Sean McDonald, Ana Ramón‐Laca, Ryan P. Kelly. Tracking an invasion front with environmental            DNA. Ecological Applications, 2022; DOI: 10.1002/eap.2561