锯鳐线粒体基因组地理变异对保护工作的挑战与启示：以大齿锯鳐(Pristis pristis)为例

针对濒危锯鳐物种监测难题，研究人员通过解析大齿锯鳐(Pristis pristis)线粒体基因组地理变异特征，发现现有eDNA探针存在区域特异性失效问题，开发了适配西大西洋种群的新型12S探针组，为全球锯鳐保护提供精准监测工具。研究发表于《Global Ecology and Conservation》，对濒危物种保护具有重要实践意义。

　　

在海洋生态系统中，锯鳐科(Pristidae)鱼类因其独特的锯状吻部成为生态旗舰物种，但过度捕捞和栖息地破坏已使其成为全球最濒危的软骨鱼类。其中大齿锯鳐(Pristis pristis)作为IUCN红色名录极危物种，其种群监测面临严峻挑战。传统监测方法依赖目击记录和渔业数据，但该物种在野外已极为罕见。环境DNA(eDNA)技术虽为新兴监测手段，但现有基于澳大利亚种群设计的物种特异性探针在其他地理区域可能出现假阴性结果，这一技术瓶颈亟待解决。

针对这一科学问题，巴西帕拉联邦大学(Universidade Federal do Pará)领衔的国际研究团队开展了跨学科研究。通过测序西大西洋和东太平洋大齿锯鳐样本的完整线粒体基因组，结合系统发育分析和分子钟估算，揭示了该物种显著的种群遗传结构。研究发现西大西洋种群存在tRNA-Pro基因结构缺失的独特特征，并通过数字PCR(ddPCR)验证了现有探针因关键位点错配导致的检测失效问题。基于多区域序列比对，团队成功开发出适配西大西洋种群的新型12S rRNA探针组，为全球锯鳐保护提供了精准的分子监测工具。该成果发表于《Global Ecology and Conservation》期刊。

研究采用多项关键技术：1) 基于Illumina NovaSeq平台的线粒体基因组测序；2) 使用MITOS2和MITOFish进行基因组注释；3) 采用最大似然法和贝叶斯推断构建系统发育树；4) 应用BEAST2进行分子钟分析；5) 设计特异性引物并通过ddPCR验证探针效能。样本包括巴西西大西洋幼体肌肉组织及秘鲁历史标本吻部软骨。

主要研究发现包括：
3.1 线粒体基因组变异
西大西洋样本(16,807 bp)与东太平洋样本(16,914 bp)均显示典型脊椎动物线粒体结构，但前者缺失东太平洋和澳大利亚种群特有的tRNA-Pro重复序列。核苷酸多样性分析显示COX基因单元变异度低于ATPase和NADH单元。

3.2 系统发育与分歧时间
基于12条H链蛋白编码基因构建的进化树支持锯鳐科单系性，并证实大齿锯鳐存在地理谱系分化。分子钟分析表明，东西半球谱系分化与巴拿马地峡隆起事件(约400万年前)相关，而更新世冰川周期加剧了种群隔离。

3.3 物种特异性eDNA探针
比对发现现有探针在西大西洋和东太平洋样本存在1-2个关键错配位点。新设计的探针(正向引物5’-CCTAAGAAAAAACGAACAGTA-3’)成功检测巴西样本胃容物中的靶标DNA，而旧探针组出现假阴性。对巴西亚马孙海岸eDNA样本的检测验证了新探针的特异性。

讨论部分强调，该研究首次揭示线粒体结构变异对eDNA监测的实质性影响。西大西洋种群tRNA-Pro缺失可能反映长期地理隔离的分子印记，这种变异使基于单一区域设计的监测工具失效。新开发的探针组解决了西大西洋这一关键种群的监测难题，对实施区域特异性保护策略尤为重要。研究还指出，现存标本多为博物馆干燥吻部，增加了基因组获取难度，未来需开发古DNA技术应对这一挑战。

该成果具有双重保护意义：一方面为巴西等地的执法监管提供分子鉴定工具，可遏制以"替代品"名义进行的非法贸易；另一方面建立的跨区域研究框架，为其他濒危海洋物种的监测方案设计提供了范式。随着气候变化加剧海洋环境压力，这种考虑种群遗传结构的精准监测方法，将成为濒危物种保护的关键技术支撑。