法国国家科学研究中心Pierre Taberlet教授应邀来访并作学术报告

随着分子生态学与生物多样性研究的快速发展,环境DNA(eDNA)与高通量基因分型等新兴技术正在为物种检测、群落解析和遗传评估带来革命性的变革。然而,这些技术在方法学应用和数据解读方面仍面临诸多挑战。

为此,应基因功能研究与操控全国重点实验室姚蒙研究员邀请,国际著名分子生态学家、eDNA研究先驱——法国国家科学研究中心(CNRS)及格勒诺布尔阿尔卑斯大学高山生态学实验室(LECA)的Pierre Taberlet教授来校访问并作学术报告。Pierre教授在分子生态学、古DNA以及eDNA领域成就卓著,以其开创性研究和严谨治学态度享誉国际学术界。本次讲座题为《The dark side of environmental DNA and genotyping by sequencing》,来自北大生命科学学院及相关研究单位的众多师生参加了此次报告。

在报告的第一部分,Pierre教授提出了“DNA Metabarcoding悖论”:尽管eDNA技术的操作流程看似简便,但要实现真正可靠的实验设计却极具挑战性。他指出,PCR扩增与高通量测序过程可能引入多种误差,尤其影响α多样性(即单一样本中物种的丰富度)的准确评估,难以区分稀有物种信号与技术噪音;相比之下,β多样性(即不同样本间群落结构的差异)评估则相对稳定可靠。在采样策略方面,Pierre教授强调,水体与沉积物中的eDNA采集较为可靠,而土壤和空气中的eDNA提取则面临更大困难。通过分析一些存在问题的研究案例,Pierre教授强调了严谨实验设计的重要性,包括充分的预实验、足够的重复样本、严格的对照设置(如空白对照、阳性/阴性对照、标签跳跃评估等),以确保数据的可靠性。

报告第二部分聚焦于高通量基因分型技术(Genotyping-by-Sequencing, GBS)。Pierre教授介绍了适用于微量DNA样本(如毛发、粪便)的“多管PCR法”等实用策略,有效提高了低质量样本的扩增成功率。在对比SNP标记与微卫星标记后,他指出,高通量测序技术具备显著优势。Pierre教授团队开发了可同时扩增数十个微卫星位点的多重PCR技术。在定制化基因分型系统的优化过程中,其团队采取系统化的策略:从参考基因组信息出发,筛选高效的遗传标记,通过多轮实验迭代优化多重PCR体系,以确保扩增效率与多态性水平,同时减少非特异性扩增产物,实现精准且经济的基因分型。

Pierre教授在总结中指出,DNA Metabarcoding与新一代基因分型技术为生态学与进化生物学研究带来了前所未有的机遇,同时也伴随着一系列技术和方法上的挑战。他再次强调,批判性思维与严谨的实验设计是科研工作的基石,呼吁研究者深入了解技术原理及其局限性,eDNA并非万能工具,其适用性需根据具体研究目标和环境条件综合考量。

Pierre教授深入剖析了当前热点eDNA技术的关键问题与未来发展趋势,内容丰富、观点深刻,引发听众热烈反响。报告结束后,师生们围绕eDNA定量分析、古DNA研究以及实验操作细节等方面与Pierre教授展开了热烈讨论。大家普遍认为,此次报告加深了大家对于eDNA技术规程和数据质量评估的认识,对推动相关领域的科研实践具有重要启发意义。