《Regional Studies in Marine Science》：Fecal DNA as a powerful non-lethal tool to study elasmobranch diet
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粪便DNA（fecal DNA, fDNA）作为研究板鳃类（elasmobranchs）食性的强有力非致死工具。非致死采样（non-lethal sampling）技术的使用对濒危物种至关重要。研究人员比较了Binocular分析与DNA宏条形码（DNA me
粪便DNA（fecal DNA, fDNA）作为研究板鳃类（elasmobranchs）食性的强有力非致死工具。非致死采样（non-lethal sampling）技术的使用对濒危物种至关重要。研究人员比较了Binocular分析与DNA宏条形码（DNA metabarcoding）分析以研究板鳃类食性。粪便DNA是评估白斑角鲨（Squalus acanthias）食性的最准确方法。
论文围绕非致死食性评估，比较粪便DNA（fecal DNA, fDNA）、胃内容物DNA（stomach DNA, sDNA）与消化道形态学分析（morphological analysis）。研究背景是板鳃类（elasmobranchs）作为海洋顶级捕食者影响营养动态，但其种群长期下降，需补充食性生态信息以支持保护。传统胃含物形态学分析多需致死、耗时，易偏向消化缓慢的猎物，空胃比例高，且仅反映短期摄食；稳定同位素分析（stable isotope analysis）需同时采集消费者与潜在猎物，分类分辨率有限；sDNA宏条形码分辨率高但通常致死；fDNA微创非致死，却可能因消化后期DNA质量较低而低估快速消化猎物。因此，研究人员以白斑角鲨（Squalus acanthias）为模型，比较fDNA、sDNA与形态学方法，判断fDNA能否提供与侵入性/致死方法可比的结果。研究结论为fDNA检出分类丰富度和分类分辨率最高，至少与胃内容物方法同样有信息量，但标记覆盖范围仍有限；其意义在于为濒危板鳃类提供非致死食性研究工具。
关键技术方法概述（≤250字）：研究人员于Celtic Sea的EVHOE调查（属International Bottom Trawl Survey）中，由R/V “Thalassa”采集20尾白斑角鲨，优先利用已死亡个体，并对活体按法国伦理规定处死。对同个体依次采集泄殖腔拭子fDNA、胃内容物sDNA及胃和肠内容物，避免交叉污染。DNA样本以Fish16S和Deca01标记扩增并高通量测序，使用OBITools 4、SumaClust聚类及metabaR过滤伪序列；设置提取、PCR和生物信息对照。消化道内容物另以立体显微镜进行形态学鉴定至尽可能低分类阶元。
研究结果：
测序数据：通过Fish16S和Deca01文库测序及生物信息过滤，研究人员获得Fish16S 4,166,362条reads、136个分子操作分类单元（MOTUs），Deca01 440,395条reads、18个MOTUs；阴提取和PCR对照无序列，阳性对照回收预期类群；嵌合MOTUs和tag jumps被去除；Fish16S保留16个sDNA和18个fDNA样本，Deca01保留16个sDNA和8个fDNA样本。结论是数据经严格质控后可用于方法比较。
方法比较：基于同个体四类样本的检出情况、分类丰富度统计、分类分辨率、Venn图和稀释曲线，DNA方法检出类群多于形态学分析：fDNA 33个、sDNA 18个、形态学9个；fDNA平均每样本约9.2个类群，sDNA 3.2个，胃形态学1.6个，肠形态学2.2个，fDNA显著高于其他方法。fDNA中76%类群鉴定到种、15%到属、9%到科；形态学未鉴定到种，仅肠中1个属。蓝鳕（Micromesistius poutassou）在16个fDNA和9个sDNA样本中检出，Nyctiphanes couchii在16个sDNA样本中检出；fDNA有15个独有属，sDNA独有Crystallogobius，Euphausiidae为所有方法共有。稀释曲线未达平台，外推至100样本仅增加3—6个类群。结论是fDNA分类丰富度和分辨率最高，但样本量有限。
讨论总结：
消化内容物形态学分析：通过形态学观察，所有消化道均检出Hyperiidae或Mysida，仅10%样本含较Hyperiidae/Mysida更大的猎物；甲壳类最常见，其次为硬骨鱼和头足类。研究人员认为胃酸、间歇摄食及可能反刍可影响猎物保存和检出，甲壳类优势可能源于偶然摄入或二次猎物，但相关解释需谨慎。
DNA方法：DNA分析显示分类分辨率明显高于形态学，检出类群符合白斑角鲨广食性和机会主义摄食特征，涵盖底栖、底层和远洋猎物；fDNA分辨率最高，并捕获sDNA除Crystallogobius外的全部属。未使用头足类特异性标记，故DNA方法未评估头足类。fDNA与sDNA差异可能涉及肠道滞留、消化降解、胃饱满度低、取样量、二次猎物DNA及方法学共变，但这些机制未在本研究中量化。
方法学局限：fDNA需严格采样以减少环境DNA（environmental DNA, eDNA）污染，并依赖参考数据库完整性；高灵敏度可能因二次猎物而夸大丰富度；保存和提取协议与样本类型共变，sDNA与fDNA比较需统一协议确认；宏条形码提供出现数据而非猎物数量；形态学依赖鉴定经验和消化状态；Hyperiidae、Mysida与Euphausiacea检出差异提示形态学鉴定和Deca01标记覆盖范围均有限。
展望：增加样本量对检出类群数增益有限；加入头足类标记如Ceph18S及更通用标记如18S rRNA、COI可扩大猎物覆盖；未来应统一fDNA与sDNA保存和提取协议或设置交叉保存对照；fDNA适用于捕获-释放和副渔获物种，跨季节应用可揭示摄食时间变化，并推广至营养生态数据稀缺的海洋物种。
研究结论部分翻译：总体而言，fDNA分析成为研究该板鳃类物种食性的一种相关且非侵入的方法。该方法似乎也适用于采用捕获-释放方案的物种，而不仅限于副渔获物种。在不同季节应用该方法可揭示摄食的时间变化，将该方法扩展至营养生态学数据稀缺或缺乏的海洋物种可能有助于保护目标。
