沉积古DNA提取与宏基因组测序文库制备技术的比较研究及其在南极古生态系统重建中的应用

这篇综述通过比较三种沉积古DNA(sedaDNA)提取方法（EDTA-硅胶联合法、高胍盐离心法和DNeasy PowerSoil Pro Kit商业试剂盒）和两种测序文库制备方案，系统评估了不同实验流程对南极半岛海洋沉积物宏基因组分析结果的影响。研究揭示了不同方法在DNA片段长度选择性和真核生物（特别是硅藻）群落组成解析方面的差异，为古海洋生态系统重建研究的标准化提供了重要依据。

　　

Highlight

这项研究首次对沉积古DNA(sedaDNA)提取与测序文库制备技术进行了系统性比较，揭示了实验方法对南极古海洋生态系统重建结果的影响。通过盲法分析和k-mer相似性评估，我们发现样本个体差异比实验方案差异更显著，为跨研究数据比较提供了重要参考。

Results and discussion

研究结果显示三种提取方法和两种文库制备方案均能有效回收真核生物sedaDNA。有趣的是，不同方法在DNA片段长度分布上表现出明显差异：高胍盐法更倾向捕获短片段（<100bp），而商业试剂盒偏好长片段（>200bp）。这种片段长度偏好性可能导致对保存状态不同的生物类群的选择性捕获。

通过无参比分析（reference-free approach）发现，样本间基因组相似性主要受沉积环境特征驱动，而非实验方法差异。但在硅藻（特别是脆弱硅藻物种）的检出率方面，EDTA-硅胶联合法显示出优势，这可能与其更有效的PCR抑制剂去除能力相关。

Conclusions

本研究证实，虽然不同sedaDNA提取和文库制备方法会导致细微的序列组成差异，但当采用统一分析流程时，数据仍具有可比性。特别值得注意的是，方法选择会影响短片段DNA的捕获效率，这可能影响对高度降解样本中古生物信号的解读。我们建议未来研究应根据目标生物群的DNA保存状态优化实验方案，并在发表成果时详细说明方法细节以促进数据整合。

CRediT authorship contribution statement

Mathilde Bourreau主导了数据分析和论文撰写，Prashasti Singh参与方法验证，Linda Armbrecht负责项目设计和资金筹措，国际合作团队（法国、澳大利亚、西班牙）共同完成了样本采集和实验室分析工作。