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    ?水環(huán)境eDNA無人值守系統(tǒng)的應(yīng)用

    發(fā)布日期: 2024-12-17
    瀏覽人氣: 1596

    水環(huán)境eDNA無人值守系統(tǒng)的應(yīng)用

     

     

     

     

    目前,環(huán)境DNA(eDNA)采樣及分析已經(jīng)成為一種變革性技術(shù),但樣本采集方法缺乏標(biāo)準(zhǔn)化,而且要以有效的頻率進(jìn)行采樣需要大量的現(xiàn)場(chǎng)工作。于是,能夠支持現(xiàn)場(chǎng)以一定頻率的、自主工作采樣的eDNA采樣系統(tǒng)提供了解決這些問題的可行方案。我們展示了四個(gè)案例研究的結(jié)果,這些研究使用了美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局快速環(huán)境eDNA評(píng)估和部署倡議及網(wǎng)絡(luò)(READI-Net)項(xiàng)目的一個(gè)原型自主eDNA采樣器。這些案例研究涉及在各種河流棲息地短期部署一個(gè)eDNA自動(dòng)采樣器(美國(guó)史密斯公司—上海蔚雨科技有限公司代理),(a)探究高頻全自動(dòng)采樣設(shè)備的采樣質(zhì)量,及(b)這些自動(dòng)樣本與手動(dòng)收集的樣本進(jìn)行基準(zhǔn)對(duì)比。高頻自動(dòng)采樣揭示了eDNA濃度的時(shí)間相關(guān)性,并提供了關(guān)于eDNA與環(huán)境協(xié)變量(如排放和濁度)關(guān)聯(lián)的寶貴洞見。

     

     

    評(píng)估表明,自動(dòng)采樣設(shè)備的檢測(cè)率與人工采樣樣本相似,并獲得了一致乃至的eDNA濃度及檢出率同時(shí),自動(dòng)采樣系統(tǒng)中得到了最小的攜帶污染。可以預(yù)見,eDNA自動(dòng)采樣器在減少人力成本的同時(shí),能夠使eDNA采集流程標(biāo)準(zhǔn)化,并探究環(huán)境變量對(duì)eDNA結(jié)果的影響。

     

     

     

     

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    技術(shù)參數(shù):

    型號(hào):eDNA ASC

    原產(chǎn)地:美國(guó)

    品牌:史密斯

     

    通道數(shù):8個(gè)

    環(huán)境溫度:>0℃

    取水高度:0~2米

    防水等級(jí):IP43

    流速范圍:0.1~1.4L每分鐘

    GPS功能:GNSS

    水泵接口:按壓式 0.375英寸管徑

    泵吸力:10~12PSI

    規(guī)格:78.74×53.34×39.37cm

    重量:45kg

    續(xù)航方式:交流電源供電/電池續(xù)航:30天

     

     

     

     

     

     

     

     

    案例1:美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局哈德遜河流域部署

     

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    自動(dòng)采樣系統(tǒng)被安裝在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)位于紐約州奧爾巴尼以北大約13公里的哈德遜河上的一個(gè)測(cè)流站(圖1)。該測(cè)流站位于河流公里數(shù)248附近,距離特洛伊大壩(及相關(guān)船閘和水電站)上游約0.2公里,這是大西洋上游的第一個(gè)內(nèi)陸流域。在這個(gè)位置,河流的海拔高度大約為5米,寬度為280米,排水面積為20,953平方公里,年平均流量為每秒411.7立方米。取水口位于測(cè)流站房屋垂直下方大約5米,水平方向17米處,這要求自動(dòng)采樣器跨越這個(gè)高度差和距離進(jìn)行吸水。除了為自動(dòng)采樣器提供保護(hù)外,測(cè)流站還在部署期間記錄了瞬時(shí)(15分鐘間隔)河流水位、流速和濁度數(shù)據(jù)。流量是使用指數(shù)速度法計(jì)算的,濁度監(jiān)測(cè)使用了YSI EXO2聲納和濁度傳感器。

     

    案例2:愛達(dá)荷州櫻桃溪

     

    在位于蒙大拿州博茲曼東南35公里,櫻桃溪岸邊安裝了自動(dòng)采樣系統(tǒng),距離其與麥迪遜河匯合處上游約25公里。櫻桃溪的海拔范圍從源頭約2652米,到研究地點(diǎn)約1717米,再到與麥迪遜河匯合處約1350米。自動(dòng)采樣器所在位置的排水面積和坡度分別為79平方公里和1.5%。在研究期間,溪流寬度約為3米,流量約為0.20立方米/秒。這段溪流是一個(gè)大型本地魚類恢復(fù)項(xiàng)目的一部分。

     

    案例3:伊利諾伊州Loggers Creek

     

         設(shè)備安裝在愛達(dá)荷州博伊西的Loggers溪岸邊,距離其與博伊西河匯合處上游約2.4公里。Loggers溪是一條長(zhǎng)5公里、淺、坡度低的溪流,位于博伊西河洪泛平原,蜿蜒穿過博伊西市中心東側(cè)的住宅區(qū),海拔830米。在研究期間,溪流寬度約為3米,流量約為0.67立方米/秒。

    自動(dòng)采樣系統(tǒng)完成了兩次離散收集,從2023年7月26日至28日和8月1日至3日,每天采集八次樣本(每三小時(shí)一次),共計(jì)31個(gè)樣本。我們?cè)?月3日收集了最后一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)樣本后,用自動(dòng)采樣器采集了一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)空白樣本。

     

    案例4:Big Piney River, St. Robert, 密蘇里州

        

    自動(dòng)采樣系統(tǒng)被放置在位于密蘇里州圣羅伯特以東6.5公里處的Big Piney河岸邊。Big Piney河位于奧扎克高地地區(qū),是密蘇里河流域的一部分,從密蘇里州卡布爾附近的上游源頭向東北方向流動(dòng)177公里,最終與加斯科內(nèi)德河匯合。自動(dòng)采樣器位于河流公里標(biāo)記13附近,該處河流的大致海拔為230米,寬度為40米,流域面積為1878平方公里。最近的美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)測(cè)量站,位于自動(dòng)采樣器位置上游大約19公里處,平均年流量為20.5立方米/秒。

     

    相關(guān)樣本調(diào)查研究數(shù)據(jù)可瀏覽網(wǎng)絡(luò)資料文獻(xiàn):Field Trials of an Autonomous eDNA Sampler in Lotic Waters

     

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