海带森林生物多样性监测新策略：环境DNA多工具海洋元条形码技术在加州海岸生态评估中的应用

这篇综述创新性地评估了环境DNA（eDNA）元条形码技术在美国加州中部海岸新设立的Chumash Heritage国家海洋保护区海带栖息地生物多样性监测中的应用。研究比较了传统水体过滤、人工被动采样器（metaprobe）及底质生物采集等多种方法，结合鱼类特异性（Tele02 12S）和通用动物（COI）标记，成功捕获501种海洋生物，揭示了Point Conception（Humqaq）地理断裂带的显著生态分异，为海洋保护区的动态监测提供了高效、可重复的技术方案。

　　

海带森林生物多样性监测的多工具革命

加州海岸的海带森林是地球上最具生产力的生态系统之一，但传统监测方法受限于分类学难度和采样效率。本研究首次系统评估了环境DNA（eDNA）元条形码技术在这一复杂生境中的应用潜力。

创新采样方法大比拼

研究团队在Chumash Heritage国家海洋保护区设计了四种采样策略：传统水体过滤、船载被动采样器（BAM）、潜水员辅助采样器（DAM）和岸抛式采样器（FRAM），同时采集了附着底栖生物的鹅卵石样本。通过鱼类特异性引物Tele02 12S和通用COI标记的联合分析，揭示了不同方法的优劣：

• DAM采样器表现亮眼，平均每样本检出7.4种脊椎动物，显著优于BAM（3种）和FRAM（1.6种）。其独特优势在于能捕获更多底栖物种，如狼鱼（Anarrhichthys ocellatus）和天使鲨（Squatina californica）。

• 鹅卵石样本虽检出374个分类单元，但35%的分子操作分类单元（MOTUs）无法鉴定，凸显了底栖生物数据库的不足。

• 水体过滤在浮游生物检测中占优，如甲藻（Dinophysis）和硅藻（Bacillariophyta），但对底栖群落覆盖率仅20%。

生物地理断裂带的DNA证据

通过非度量多维标度（nMDS）分析，研究首次在分子层面证实了Point Conception（Humqaq）的生物地理屏障效应：

• 北部水域以蓝岩鱼（Sebastes mystinus）为标志种

• 南部群落则以太平洋沙丁鱼（Sardinops sagax）和加州银汉鱼（Leuresthes tenuis）为主导

  COI数据进一步发现南部水域富含潜在有害藻类（如Chattonella和Phaeocystis globosa），为赤潮预警提供了新思路。

监测技术的未来之路

研究建议将潜水员辅助采样器（DAM）作为海带森林监测的核心工具，其既能捕捉底栖-浮游生物的过渡带信息，又避免了水体过滤的高成本。作者强调，结合12S和COI双标记、增加采样深度（目前仅10分钟浸泡时间）将进一步提升数据质量。这些发现为全球海洋保护区的eDNA标准化监测提供了重要范本。