植物清洗液eDNA宏条形码技术：监测稻田节肢动物多样性的创新方法

为解决传统节肢动物调查方法效率低、成本高的问题，研究人员通过eDNA宏条形码技术对水稻田四种样本基质（RPCF、花粉、土壤、水体）进行检测，发现COI引物(mlCOIintF/jgHCO2198R)和RPCF样本可显著提升物种检出率，为农业生态系统评估提供高效工具。

　　

在农业生产中，节肢动物扮演着传粉者、捕食者和害虫等多重角色，其多样性直接影响着生态系统的健康与功能。然而，传统的生物多样性调查方法依赖人工采集和形态学鉴定，不仅耗费大量人力物力，还受限于日益稀缺的分类学专家资源。这种困境在稻田生态系统中尤为突出——广袤的水稻种植区需要更高效、标准化的监测手段。

针对这一挑战，研究人员开展了一项创新性研究，探索利用环境DNA（eDNA）宏条形码技术从植物清洗液（RPCF）等非传统样本中检测节肢动物多样性的可行性。该研究选取了转Bt基因水稻和常规水稻田作为实验场地，通过比较四种不同样本基质（RPCF、水稻花粉、土壤和水体）的检测效果，并测试了多种DNA条形码引物的适用性。

研究采用了eDNA宏条形码技术这一前沿方法，通过采集水稻田的RPCF等样本，使用COI（细胞色素c氧化酶亚基I）、16S rRNA等通用引物进行PCR扩增和高通量测序。样本来自Bt水稻和非Bt水稻的对比试验田，通过α多样性分析和物种组成比较验证方法的可靠性。

样本基质比较揭示RPCF优势

研究发现，从水稻植株清洗液（RPCF）中提取的eDNA可检测到比传统吸虫器采样多15%的节肢动物物种，尤其在抽穗期采集的花粉样本中也显示出丰富的多样性信息。这表明植物表面附着的eDNA能有效反映田间节肢动物群落状况。

COI引物展现最佳检测效能

在测试的多种DNA条形码中，COI基因引物组合mlCOIintF/jgHCO2198R表现出最强的物种鉴别能力，成功鉴定了稻田中绝大多数节肢动物类群，为后续研究提供了标准化的分子检测方案。

Bt水稻生态安全性验证

研究结果显示，转Bt基因水稻田与传统稻田的节肢动物α多样性和类群组成无显著差异，这一发现与传统形态学调查结果一致，从分子层面证实了Bt作物对节肢动物群落的潜在影响可控。

该研究首次系统评估了eDNA宏条形码技术在稻田生态系统监测中的应用价值。通过优化采样策略（RPCF优先）和分子标记选择（COI引物），建立了一套高效、标准化的农业节肢动物监测方案。这不仅解决了传统方法效率低下的问题，还为转基因作物的生态安全评估提供了新工具。特别值得注意的是，植物清洗液这一创新样本来源的发现，突破了土壤/水体等传统eDNA样本的局限，为作物-昆虫互作研究开辟了新途径。研究成果发表于《Journal of Integrative Agriculture》，为智慧农业背景下的生物多样性监测提供了重要技术支撑。