近日，中國水產科學研究院南海水產研究所珍稀瀕危動物保護團隊在評估環境DNA（eDNA）技術對鯨類監測方面的應用研究取得新進展，發表了國內第一篇海洋鯨類eDNA監測研究論文。該團隊聯合南京師范大學等單位科研人員，以深圳大鵬灣海域出現的小布氏鯨為例，探討了eDNA在獲取鯨類物種信息、食物資源組成、早期預警和遷移路線等方面的應用。該研究成果以“Assessing the potential use of environmental DNA for multifaceted genetic monitoring of cetaceans: Example of a wandering whale in a highly disturbed bay area”為題發表在國際生態學領域期刊 Ecological Indicators（JCR Q1）上（張帥博士為第一作者，李敏博士為通訊作者）。

鯨類是全球最受威脅的脊椎動物類群之一，有37%的物種處于受威脅狀態。目前鯨類的監測工作仍面臨多重挑戰，由于其本身數量稀少、且其行為難以捉摸，加之傳統研究方法的限制，許多鯨類的分布信息仍處于空白狀態，這極大阻礙了保護行動的開展。

南海所研究團隊通過采集海水樣本，利用eDNA技術對2021年6月底出現在深圳大鵬灣的一頭須鯨（昵稱“小布”）進行了種類鑒定。通過獲取的4個線粒體基因序列片段，證實其屬于布氏鯨近岸亞種（Balaenoptera edeni edeni，小布氏鯨或鳀鯨），并表明基于通用引物擴增的宏條碼測序和基于物種特異引物擴增的Sanger測序均可用于鯨類的eDNA物種鑒定。

                                                                              圖1 海上觀測和eDNA采集

研究團隊通過回溯此前在鄰近海域（珠江口和大亞灣）進行的海洋生物eDNA常規監測結果（圖2），意外地發現在大鵬灣“小布”被發現的兩個多月前（2021年4月），在珠江口外海域就檢測到了小布氏鯨的存在。結合已有的研究分析推測：“小布”可能來自潿洲島群體，但同時不排除其來自東南沿海的其他未知群體。

                                                                       圖2 大鵬灣及鄰近海域eDNA監測位點

研究團隊還利用eDNA樣本和12S擴增子高通量測序，同時解析了大鵬灣海域的魚類種類組成和相對豐度，結合現場收集的“小布”捕食魚類樣本，發現其潛在的食物主要是沙丁魚類和鳀魚類（圖3）。通過與鄰近海域魚類群落結構的對比（圖4），結合小布氏鯨的發現海域和時間，推斷其很有可能是追蹤這些洄游的魚類進入大鵬灣。

                                             圖3 基于現場樣本和eDNA分析的大鵬灣小布氏鯨潛在捕食魚類

                                                           圖4 基于eDNA解析三個海灣的魚類群落結構差異

該研究表明，eDNA技術作為一種高靈敏性和準確性、低擾動的“非入侵”研究手段，十分適合于珍稀瀕危動物的監測，在鯨類種類鑒定、食物背景信息調研、早期預警監測以及洄游/遷移路線研究等方面具有良好的應用前景。

該研究得到國家科技基礎調查專項（2019FY101900）、農業農村部漁業發展補助資金“珍貴瀕危水生野生動物棲息地調查”和廣東省科技計劃項目（2019B121201001）等項目資助。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X23002674