综述：环境DNA研究进展与大型底栖无脊椎动物生物监测：淡水生态系统评估的当前实践与未来方向综述

《Aquatic Sciences》：eDNA insights and macroinvertebrate biomonitoring: a review of current practices and future directions for freshwater ecosystem assessment

　　

摘要

本综述探讨了环境DNA（eDNA）技术与大型底栖动物生物监测的整合应用，用于淡水生物多样性和生态系统评估。传统大型底栖动物监测提供了成熟的生态系统健康和水质指标，但可能需要大量资源，且在检测稀有、隐存或形态识别困难的类群方面存在局限性。eDNA提供了一种无损伤的分子方法，用于检测生物体释放到环境中的遗传物质，并可拓展生物多样性评估的类群覆盖范围和可扩展性。本综述将eDNA与传统方法进行比较评估，重点介绍了在样本采集、DNA提取、定量聚合酶链式反应（qPCR）、宏条形码鉴定和下一代测序方面取得的进展，同时讨论了与DNA降解和运输、引物偏差、参考数据库不完整、污染以及数据解释相关的挑战。尽管eDNA在生物多样性检测方面具有重要优势，但其表现取决于采样策略、分子协议、参考数据库的完整性以及生物信息学流程；因此，目前应将其视为对传统淡水大型底栖动物调查的补充手段，而非通用的替代方案。本综述强调了建立标准化eDNA协议、扩展和整理遗传参考数据库、与现有生物监测方法进行验证，以及将分子数据与传统调查和生态指数相结合的重要性。本综述的创新之处在于将技术评估、方法学建议和整合策略相结合，以支持更全面、可靠且可扩展的淡水生物多样性监测和生态系统管理。

图形摘要

本综述探讨了环境DNA（eDNA）技术与大型底栖动物生物监测的整合应用，用于淡水生物多样性和生态系统评估。传统大型底栖动物监测提供了成熟的生态系统健康和水质指标，但可能需要大量资源，且在检测稀有、隐存或形态识别困难的类群方面存在局限性。eDNA提供了一种无损伤的分子方法，用于检测生物体释放到环境中的遗传物质，并可拓展生物多样性评估的类群覆盖范围和可扩展性。本综述将eDNA与传统方法进行比较评估，重点介绍了在样本采集、DNA提取、定量聚合酶链式反应（qPCR）、宏条形码鉴定和下一代测序方面取得的进展，同时讨论了与DNA降解和运输、引物偏差、参考数据库不完整、污染以及数据解释相关的挑战。尽管eDNA在生物多样性检测方面具有重要优势，但其表现取决于采样策略、分子协议、参考数据库的完整性以及生物信息学流程；因此，目前应将其视为对传统淡水大型底栖动物调查的补充手段，而非通用的替代方案。本综述强调了建立标准化eDNA协议、扩展和整理遗传参考数据库、与现有生物监测方法进行验证，以及将分子数据与传统调查和生态指数相结合的重要性。本综述的创新之处在于将技术评估、方法学建议和整合策略相结合，以支持更全面、可靠且可扩展的淡水生物多样性监测和生态系统管理。

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