提取DNA,建立基因數(shù)據(jù)庫
給野生大熊貓辦“身份證”
樹上的大熊貓 記者 何海洋攝
活動(dòng)中的野生大熊貓。 唐家河國家級自然保護(hù)區(qū)管理處供圖
●四川的大熊貓保護(hù)以前以種群為單位,缺少對個(gè)體的研究和判斷
●2015年開始提取DNA、建立數(shù)據(jù)庫,有望實(shí)現(xiàn)野生大熊貓的“保護(hù)到只”和“數(shù)據(jù)化保護(hù)”
●目前已累計(jì)為500余只大熊貓的基因建檔,占全省野生大熊貓總數(shù)35%以上
“小調(diào)皮還在摩天嶺嗎?”10月9日一大早,諶利民進(jìn)了值班室就問。這位唐家河國家級自然保護(hù)區(qū)管理處副處長口中的“小調(diào)皮”,是一周前進(jìn)入摩天嶺區(qū)域的一只雌性大熊貓。
去年,這只被提取了DNA信息的野生大熊貓有了一個(gè)新名字——“小調(diào)皮”。從那時(shí)起,它的一舉一動(dòng),就沒離開過工作人員的視野。
2015年,我省開啟野生大熊貓DNA建檔行動(dòng)。該行動(dòng)旨在提取野生大熊貓的DNA,然后逐個(gè)辦理“身份證”。那么,過去的4年多時(shí)間里,四川如何給大熊貓采集“身份”?有了“身份證”,又有什么用?
野生大熊貓的DNA怎么采
糞便里附著基因較多,撿大熊貓糞便成科研人員的重要工作之一,這是一個(gè)看似簡單實(shí)則不易的技術(shù)活
“如要確定大熊貓的DNA,首先要有承載基因信息的物品。”省林業(yè)和草原局相關(guān)負(fù)責(zé)人說,大熊貓行蹤和洞穴都極為隱蔽,想要“上門辦證”難度極大。因此,尋找大熊貓的毛發(fā)、排泄物、足跡等成為重中之重。其中,附著基因較多且易于野外保存和采集的糞便,是識(shí)別大熊貓個(gè)體的最重要樣本。
撿糞便,成了科研人員的重要工作之一??墒牵瑩旒S便并不容易。“是個(gè)技術(shù)活。”成都大熊貓繁育研究基地技術(shù)員齊敦武介紹,即便是在保護(hù)區(qū)內(nèi),大熊貓?jiān)诓煌攸c(diǎn)出沒的頻率也不一樣;不同的時(shí)間段,大熊貓的現(xiàn)身可能性也不盡相同。
怎么辦?“首先要查資料,選定區(qū)域。”諶利民說,我國已經(jīng)開展過4次大熊貓調(diào)查。在這些調(diào)查過程中,業(yè)務(wù)主管部門已初步標(biāo)定了各棲息地內(nèi)大熊貓出沒熱點(diǎn)區(qū)域。
通常情況下,主食竹分布相對富集區(qū)、溝谷、山脊是重點(diǎn)的調(diào)查區(qū)域。在這些地方,有箭竹林、有水源、有隱蔽場所,是大熊貓棲息范圍比較固定的區(qū)域。但僅有這些還不夠。與大熊貓打了半個(gè)多世紀(jì)交道的大熊貓科研泰斗胡錦矗表示,大熊貓出沒的熱點(diǎn)區(qū)域并非一成不變,“棲息地內(nèi)部的變化、食物分布的變化、地質(zhì)災(zāi)害、人類活動(dòng)等都可能影響它們的活動(dòng)。”
選定區(qū)域只是第一步。而如果要成功撿到糞便,則需要選準(zhǔn)時(shí)段。
“我們一般會(huì)選擇3月到6月這個(gè)時(shí)間段。”齊敦武介紹,原因有三:首先,這段時(shí)間大熊貓的食物主要以竹莖和竹葉為主,其糞便上的腸道脫落物較多,容易提取DNA。其次,6月之前,是四川大多數(shù)大熊貓分布區(qū)的旱季,且氣溫相對適中,利于大熊貓糞便在野外的保存。第三,春季至初夏,也是大熊貓傳統(tǒng)的求偶高峰季節(jié)。求偶期間,習(xí)慣于“走婚”的大熊貓遷徙通道相對固定,有利于提高其在某些區(qū)域的遇見率。唐家河國家級自然保護(hù)區(qū)管理處工作人員馬文虎說,每年春季,基因廊道內(nèi)的糞便相對較多,也方便“守株待兔”。
大熊貓糞便里的“密碼”怎么破
樣本如果合格,能讀出大熊貓的性別、年齡以及在棲息地的生活狀況
即便掌握了門道,想要撿到大熊貓糞便,也還是不容易。“有時(shí)候,兩三天撿不到一個(gè)。”參與栗子坪自然保護(hù)區(qū)大熊貓DNA建檔的西華師范大學(xué)教授張澤鈞說,在野外撿到大熊貓的糞便,就像“過去搞堆肥的老農(nóng)一樣高興”。
張澤鈞說,找到糞便后,接下來是樣本編號、拍照以及基礎(chǔ)信息記錄工作?;A(chǔ)信息涵蓋發(fā)現(xiàn)地、周邊環(huán)境、海拔高度等。
但這些提取到的樣本卻不一定能用。即便是撿到的糞便,也不代表一定具備提取價(jià)值——大熊貓糞便上的脫落物,往往只有10天至14天的“保質(zhì)期”。一旦時(shí)間過長,便無法提取有用信息。
王朗國家級自然保護(hù)區(qū)管理局副局長趙聯(lián)軍透露,此前,王朗國家級自然保護(hù)區(qū)搜集到的89份樣品,只有57份可以直接使用。其余的樣品,則需要重新檢查。
“一般來說,我們不會(huì)輕易放棄每個(gè)樣本的檢測。反復(fù)檢測和比對,是常有的事。”10月9日,在中國大熊貓保護(hù)研究中心都江堰基地的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),相關(guān)技術(shù)人員介紹,這里是各地樣品送檢單位之一,技術(shù)人員在這里能對大熊貓腸道脫落細(xì)胞進(jìn)行分析。
“每一組DNA分子探針,便是一只大熊貓的‘遺傳身份證’。這里面能夠讀取出大熊貓的性別、年齡以及在棲息地的生活狀況等。”該技術(shù)人員指著實(shí)驗(yàn)室里的電腦說,一旦數(shù)據(jù)分析、核對完成,將會(huì)輸入檔案庫,相關(guān)科研單位、管理單位可隨時(shí)查閱。
這一過程復(fù)雜又艱辛,但作為全國率先啟動(dòng)野生大熊貓DNA建檔工作的省份,四川的做法,已經(jīng)得到國家相關(guān)部門的認(rèn)可。2017年,摸索兩年之后,原省林業(yè)廳發(fā)布大熊貓種群遺傳檔案建立規(guī)范,分別是《野生大熊貓糞便樣品采集及DNA提取技術(shù)規(guī)程》《大熊貓種群遺傳檔案建立技術(shù)規(guī)程》。其中,遺傳檔案領(lǐng)域技術(shù)規(guī)程,直接被相關(guān)部委采納、吸收作為全國規(guī)范。
“下一步,我們會(huì)逐步擴(kuò)大檢測范圍,不斷充實(shí)數(shù)據(jù)庫。”大熊貓國家公園四川省管理局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,目前我省已經(jīng)在16個(gè)有大熊貓分布的保護(hù)區(qū)開展野生大熊貓DNA建檔行動(dòng),目前已累計(jì)檢測出大熊貓500余只,占全省野生大熊貓總數(shù)35%以上。
大熊貓有了“身份證”后怎么用
可避免近親繁殖、研判遺傳疾病,實(shí)現(xiàn)“從種群到個(gè)體”的保護(hù)
如此大費(fèi)周章給野生大熊貓辦理“身份證”,意義何在?
“這些都是基礎(chǔ)性工作。”胡錦矗說,近年來,隨著人類攻克大熊貓圈養(yǎng)繁殖的難關(guān),科研重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)入野生種群的保護(hù)管理與復(fù)壯階段。而在此之前,四川的大熊貓保護(hù)是以種群為單位,“缺少對個(gè)體的研究和判斷。”
而提取DNA、建立數(shù)據(jù)庫,則有利于掌握其遺傳多樣性,為防疫、疾病治療提供更多可能。換言之,實(shí)現(xiàn)野生大熊貓的“保護(hù)到只”和“數(shù)據(jù)化保護(hù)”。
省林業(yè)和草原局野保站站長楊旭煜介紹,數(shù)據(jù)庫建立后,能識(shí)別野生大熊貓個(gè)體、判別不同大熊貓之間的親緣關(guān)系、判定大熊貓的性別。在此基礎(chǔ)上,可以實(shí)現(xiàn)野生大熊貓個(gè)體身體狀況、生活狀況、遺傳疾病的分析研究,進(jìn)而有針對性地實(shí)現(xiàn)“個(gè)體保護(hù)”。
在業(yè)務(wù)管理部門看來,精細(xì)化管理已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)。“根據(jù)數(shù)據(jù)分析和實(shí)地調(diào)查,如今唐家河的野生大熊貓活動(dòng)范圍,逐漸由高海拔向低海拔擴(kuò)散,我們在這一區(qū)域加派了巡護(hù)力量。”唐家河國家級自然保護(hù)區(qū)管理處處長沈興娜告訴記者。
在相關(guān)專家的眼中,其應(yīng)用的空間很大——可以根據(jù)區(qū)域種群DNA數(shù)據(jù)分析,研判野生大熊貓的遺傳多樣性。在野化放歸時(shí),盡量避免近親繁殖;綜合分析DNA中的個(gè)體基因信息,研判個(gè)體遺傳疾病,及時(shí)采取人工干預(yù);研判個(gè)體身體和生理狀況,及時(shí)救助救護(hù)……
自2015年以來,四川已通過前述數(shù)據(jù)庫等技術(shù)手段,有針對性地強(qiáng)化棲息地巡護(hù)管理和資源環(huán)境綜合執(zhí)法,年均救護(hù)病餓野生大熊貓2只至4只。
建立基因數(shù)據(jù)庫更有效保護(hù)珍稀物種
記者檢索發(fā)現(xiàn),在珍稀野生動(dòng)物保護(hù)、開發(fā)利用領(lǐng)域,建立基因數(shù)據(jù)庫往往是當(dāng)下的“起手式”。
此前,江蘇已宣布建立麋鹿基因數(shù)據(jù)庫。而安徽和河南則分別決定對揚(yáng)子鱷、朱鹮進(jìn)行“數(shù)據(jù)化研究”。在國外,俄羅斯、澳大利亞分別針對北極熊、袋鼠開展了類似的科研行動(dòng)。
“這是規(guī)避動(dòng)物生存風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)更有效保護(hù)的一種方式。”四川大學(xué)教授冉江洪認(rèn)為,保護(hù)物種基因信息就是保存物種的多樣性。因?yàn)?,DNA等記錄著每一種生物最為原始的基因信息。如果能夠進(jìn)一步破譯其密碼,不僅能夠應(yīng)用于該物種的保護(hù),甚至能為人類攻克疑難雜癥等提供借鑒和思路。
“這方面研究一定要堅(jiān)定地走下去。”中科院成都生物所相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為,在大熊貓領(lǐng)域取得進(jìn)展后,相關(guān)做法也可推廣至川金絲猴等珍稀物種的保護(hù)。
我也說兩句 |
版權(quán)聲明: 1.依據(jù)《服務(wù)條款》,本網(wǎng)頁發(fā)布的原創(chuàng)作品,版權(quán)歸發(fā)布者(即注冊用戶)所有;本網(wǎng)頁發(fā)布的轉(zhuǎn)載作品,由發(fā)布者按照互聯(lián)網(wǎng)精神進(jìn)行分享,遵守相關(guān)法律法規(guī),無商業(yè)獲利行為,無版權(quán)糾紛。 2.本網(wǎng)頁是第三方信息存儲(chǔ)空間,阿酷公司是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者,服務(wù)對象為注冊用戶。該項(xiàng)服務(wù)免費(fèi),阿酷公司不向注冊用戶收取任何費(fèi)用。 名稱:阿酷(北京)科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人:李女士,QQ468780427 網(wǎng)絡(luò)地址:www.arkoo.com 3.本網(wǎng)頁參與各方的所有行為,完全遵守《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》。如有侵權(quán)行為,請權(quán)利人通知阿酷公司,阿酷公司將根據(jù)本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權(quán)作品。 |