环境DNA与公民科学协同监测入侵物种蓝蟹（Callinectes sapidus）：地中海西岸的分布图谱与早期预警策略

这篇研究创新性地结合环境DNA（eDNA）探针定量PCR（qPCR）技术与公民科学观测数据，系统评估了地中海西岸（法国奥克西塔尼海岸）入侵物种蓝蟹（Callinectes sapidus）的分布动态。通过61份eDNA样本检测（52%阳性率），首次在2个未记录 lagoon 和近海区域发现蓝蟹踪迹，验证了qPCR标记的特异性（100%匹配NCBI序列），并揭示eDNA浓度与蟹密度无显著相关性。该研究为入侵物种早期监测提供了高灵敏度（低至6×10?5 ng/μL）且可标准化的技术方案，强调多源数据整合对生态管理的价值。

　　

ABSTRACT
早期检测是识别入侵物种扩散的关键工具。本研究通过验证基于探针的定量聚合酶链反应（qPCR）检测方法，成功从地中海三个沿海 lagoon 的22份环境DNA（eDNA）样本中检测到入侵蓝蟹（Callinectes sapidus）。后续大规模采样（31个站点的61份样本）显示，52%样本呈阳性，证实蓝蟹存在于24个站点，包括13个历史记录 lagoon 和2个新发现区域。结果表明，eDNA探针qPCR是监测蓝蟹的有效工具，结合公民科学观测可优化监测框架。

1 Introduction
非本地物种对海洋生物多样性构成重大威胁，而全球化与气候变化加速了其传播。蓝蟹作为原产于西大西洋的入侵物种，自1930年起在地中海扩散，对渔业造成经济损失。法国政府启动区域行动计划应对该问题，但传统监测存在盲区。eDNA技术因其高灵敏度成为早期检测的理想工具，尤其适用于浑浊湿地环境。本研究旨在开发特异性qPCR检测方法，绘制蓝蟹在法国西地中海海岸的分布图谱。

2 Materials and Methods
2.1 Study Area, eDNA Sampling and Extraction
采样覆盖17个 lagoon 、1个入海通道、3个河口和近岸区域。通过30L海水过滤（0.20μm滤膜）获取eDNA，使用CL1缓冲液保存。分三阶段采样：

1. 初步验证（2021年）：在已知高密度区（Canet和Thau lagoon ）和人工养殖池采集13份样本；
2. 密度影响评估（2022年）：在高中低密度区各采3份重复样本；
3. 全面监测（2023年）：31个站点的61份样本，涵盖多样化生境。

2.2 qPCR-Based eDNA Detection Assays
采用Andersen等设计的线粒体CO1基因标记，通过Primer-BLAST验证特异性。qPCR反应含TaqMan Environmental Master Mix 2.0，设置55个循环（95°C 30s, 62°C 1min）。检测限达6×10^?5 ng/μL，阳性样本经Sanger测序确认。

2.3 Citizen Science Data
整合2018-2023年渔民观测数据（181条记录），通过SICEN系统标准化，要求新参与者提供照片验证。

3 Results
3.1 Sensitivity of the qPCR Assay
标准曲线显示97%效率，人工养殖池样本100%检出率，自然生境中阳性率20%-75%。
3.2 Specificity
六种共存甲壳类组织样本均未交叉反应，测序结果100%匹配NCBI蓝蟹序列。
3.3 Density Effect
高密度区（Canet）31%检测阳性率，但eDNA浓度（3.5×10^?4 ng/μL）与低密度区（0.47 ng/μL）无线性关系。
3.4 Distribution Mapping
2023年在24个站点检出蓝蟹，包括Pierre Blanche lagoon 等新区域，但Or lagoon 未检出。
3.5 Citizen Data Comparison
eDNA验证了所有文献记录点（10个 lagoon ）和公民新增的5个站点，并首次发现3个新分布点。

4 Discussion
eDNA技术克服了传统监测的季节限制（冬季仍可检出），但需注意空间异质性（如Thau lagoon 部分站点阴性）。与密度无关的eDNA信号可能反映蓝蟹繁殖行为差异，如抱卵雌蟹释放更多DNA。公民数据补充了无渔业活动的 lagoon 监测空白，但eDNA能实现更系统化的时空覆盖。未来建议：

1. 优先监测 lagoon -海洋通道等关键扩散路径；
2. 开发eRNA技术检测幼体阶段；
3. 优化采样设计（如增加重复数）。

该研究为地中海生物入侵管理提供了分子工具与实证基础，凸显多学科协作在生态保护中的价值。