Бореальные леса имеют важное значение для Канады и всего мира, сохраняя углерод, очищая воду и воздух и регулируя климат. Но отслеживание здоровья этого уязвимого биома оказалось кропотливым и трудоемким делом - до сих пор.
Передовая технология метабаркодирования ДНК, разработанная Университетом Гвельфа, может помочь ускорить и улучшить процесс мониторинга, согласно новому исследованию, опубликованному сегодня в Scientific Reports.
«Мы получаем намного больше информации из ДНК, и мы смогли воспроизвести данные и интерпретацию данных, которые предоставил стандартный подход к морфологии», - сказал соавтор исследования Мехрдад Хаджибабаи, профессор U. отдела интегративной биологии G.
В ходе исследования исследователи сравнили использование передовой технологии мета-штрихкодирования ДНК, позволяющей одновременно идентифицировать ДНК многих водных организмов, с практической идентификацией образцов беспозвоночных, которая десятилетиями использовалась для оценки биоразнообразия экосистем.
Точная и своевременная информация о бореальной экосистеме как никогда остро необходима, считают ученые-лесоводы. Повышение температуры в бореальных регионах приводит к деградации вечной мерзлоты, а также к более интенсивным засухам и лесным пожарам. Изменение климата приводит к тому, что лесные пожары разгораются все сильнее, выбрасывая в атмосферу больше парниковых газов.
Однако федеральные ученые столкнулись с огромным объемом биомониторинга, необходимого для канадской программы обеспечения целостности лесов, сказал Хаджибабаи.
"Они должны оценить состояние этого леса, и один из способов сделать это - посмотреть на наличие беспозвоночных в ручьях."
Здоровье ручья является индикатором общего состояния леса и биоразнообразия. Проверенный временем, но трудоемкий подход заключался в ручном сборе образцов и последующей идентификации организмов-индикаторов.
«Канадский отдел природных ресурсов хотел использовать подход - метабаркодирование ДНК - который моя лаборатория исследовала в течение достаточно долгого времени», - сказал Хаджибабаи.
"Они обратились к нам, и мы инициировали это сотрудничество. Важность этой работы заключается как в том, чтобы применить этот подход в реальном сценарии, так и в том, чтобы помочь удовлетворить потребности Канадской лесной службы в своевременном мониторинге."
По словам Хаджибабаи, Metabarcoding позволяет быстро и эффективно обнаруживать множество различных водных организмов в воде.
Идентификация беспозвоночных вручную требует времени и требует экспертов, чьи результаты не всегда могут быть последовательными, добавил он.
Другим важным аспектом работы является то, что ее можно применять к градиенту окружающей среды, измеряя колебания условий, основанные на различных факторах стресса и процессах, сказал Хаджибабаи.
В исследовании приняли участие ученые из Центра геномики биоразнообразия и природных ресурсов Университета Джорджии Канадского центра лесного хозяйства Великих озер в Солт-Сент. Мари.
Исследование называет метабаркодирование «потенциально преобразующим подходом к биомониторингу, открытию биоразнообразия и оценке состояния экосистем».
Выводы придают Natural Resources Canada больше уверенности в мониторинге ДНК, сказал Хаджибабаи. «Очевидно, что если они хотят смягчить какое-либо воздействие, всегда востребованы более быстрые и высокопроизводительные подходы».