四川:提取DNA,建立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”

2019-11-18 12:03:23|

树上的大熊猫记者何海阳拍摄

野生大熊猫在行动。唐家河国家级自然保护区制图管理处

●四川的大熊猫保护过去以种群为基础,缺乏个体研究和判断。

* DNA提取和数据库建立将于2015年开始,预计将实现野生大熊猫的“仅保护”和“数据保护”。

●目前,已有500多只大熊猫进行了基因记录,占全省野生大熊猫总数的35%以上。

"小淘气还在磨丁岭吗?"10月9日清晨,陈丽敏走进值班室,问道。唐家河国家级自然保护区管理处副处长描述的“小淘气”是一只雌性大熊猫,一周前进入了磨洋岭地区。

去年,从中提取了dna信息的野生大熊猫有了一个新名字——“小淘气”。从那以后,它的每一个动作都从未离开过员工的视线。

2015年,我省启动了野生大熊猫dna归档工作。手术的目的是提取野生大熊猫的dna,然后一个接一个地申请“身份证”。那么,在过去的四年里,四川是如何为大熊猫收集“身份”的呢?“身份证”有什么用?

如何从野生大熊猫身上收集dna

粪便中有许多基因。收集大熊猫粪便是科研人员的重要任务之一。这似乎是一项简单但不容易的技术任务。

“如果你想确定大熊猫的脱氧核糖核酸,你首先必须有携带遗传信息的东西。”省林草局的相关官员表示,大熊猫的行踪和洞穴极其隐蔽,“在家获得许可证”极其困难。因此,寻找大熊猫的毛发、粪便和脚印已经成为当务之急。其中,附着基因较多、易于野外保存和采集的粪便是鉴定大熊猫个体最重要的样品。

捡粪便已经成为科研人员的重要任务之一。然而,捡粪便并不容易。“这是一项技术性工作。”成都大熊猫研究基地的技术员齐吴敦说,即使在自然保护区,大熊猫在不同地方的频率也是不同的。大熊猫出现的可能性在不同时期有所不同。

我该怎么办?"首先,我们需要检查数据并选择区域."陈丽敏说,中国已经进行了四次熊猫调查。在调查过程中,商务主管部门初步划定了大熊猫在各种栖息地的热点。

在正常情况下,主要食物竹分布在相对丰富的地区,山谷和山脊,这是重点调查地区。在这些地方,有箭竹林、水源和隐蔽的地方,它们是大熊猫相对固定的栖息地。但是光有这些是不够的。从事大熊猫研究半个多世纪的大熊猫科学家胡楚谨说,大熊猫漫游的热点不是静止的。“生境的变化、食物分布的变化、地质灾害、人类活动等。可能会影响他们的活动。”

选定的区域只是第一步。然而,如果你想成功地捡粪便,你需要选择一个及时的时期。

"我们通常选择从三月到六月这段时间."齐吴敦说有三个原因:第一,这一时期大熊猫的食物主要是竹子的茎和叶,它们粪便中的肠粪较多,脱氧核糖核酸容易提取。其次,六月是四川大部分大熊猫分布区的旱季,气温相对适中,有利于野生大熊猫粪便的保存。第三,春天到初夏也是大熊猫交配的传统高峰期。在求爱期间,习惯于“行走婚姻”的大熊猫的迁徙路线相对固定,这有利于提高它们在某些地区的相遇率。唐家河国家级自然保护区管理处工作人员马胡雯表示,每年春天,基因走廊里的粪便相对较多,这也方便了“等兔子”。

如何破解大熊猫粪便中的“密码”

如果样本合格,大熊猫的性别、年龄和栖息地的生活条件都可以读出。

即使你知道诀窍,找到熊猫粪便仍然不容易。“有时候,我们两三天内找不到一个。”参与李子平自然保护区大熊猫dna归档工作的西华师范大学教授张泽军表示,在野外捡拾大熊猫粪便“和以前制作堆肥的老农民一样快乐”

张泽军表示,粪便被发现后,样本号、照片和基本信息记录将随之而来。基本信息包括发现地点、周围环境、海拔等。

但是,这些样本可能不可用。即使粪便被发现,也不一定有提取价值——大熊猫粪便的“保质期”通常为10到14天。一旦时间过长,就无法提取有用的信息。

王朗国家级自然保护区管理局副局长赵连军透露,王朗国家级自然保护区收集的89份样品中,只有57份可以直接使用。剩下的样本需要重新检查。

“一般来说,我们不会轻易放弃对每个样品的测试。重复测试和比较很常见。”10月9日,在中国大熊猫保护研究中心都江堰基地实验室,相关技术人员介绍说,这是各地的样品检验单位之一,技术人员可以在这里分析大熊猫肠道脱落细胞。

“每组dna分子探针都是大熊猫的‘遗传身份证’。它可以读出熊猫的性别、年龄和栖息地的生活条件。”技术员指着实验室里的电脑说,一旦数据分析和验证完成,就会进入档案,相关科研单位和管理单位可以随时查阅。

这一过程既复杂又困难,但四川作为全国第一个开始野生大熊猫dna归档的省份,已经得到了国家有关部门的批准。2017年,经过两年摸索,原省林业厅颁布了大熊猫种群遗传档案建立条例,即《野生大熊猫粪便样本采集和dna提取技术条例》和《大熊猫种群遗传档案建立技术条例》。其中,遗传档案领域的技术法规已作为国家规范被相关部委直接采纳和吸收。

"接下来,我们将逐步扩大检测范围,不断丰富数据库."四川省大熊猫国家公园管理局相关官员表示,目前,该省已在分布有大熊猫的16个保护区对野生大熊猫进行了dna存档。目前,已发现500多只大熊猫,占全省野生大熊猫总数的35%以上。

持有“身份证”后如何使用大熊猫

可以避免近亲繁殖,研究和判断遗传病,实现“从群体到个体”的保护

花这么长时间为野生大熊猫申请“身份证”有什么意义?

"这些都是基础工作。"胡楚谨说,近年来,随着人类克服圈养大熊猫的困难,科学研究的重点已经转移到保护、管理和恢复野生种群的阶段。在此之前,四川对大熊猫的保护是基于种群“缺乏个体研究和判断”

提取dna和建立数据库有助于掌握其遗传多样性,并为流行病预防和疾病治疗提供更多可能性。换句话说,要实现野生大熊猫的“只保护”和“数据保护”。

省林牧局野生保护站主任杨余旭说,数据库建立后,可以识别野生大熊猫的个体,确定不同大熊猫之间的遗传关系,并确定大熊猫的性别。在此基础上,可以实现对野生大熊猫个体身体状况、生存状况和遗传疾病的分析研究,从而有针对性地实现“个体保护”。

在业务管理部门看来,精细化管理已经初步实现。“根据数据分析和实地调查,唐家河野生大熊猫的活动范围正在从高海拔逐渐向低海拔扩展。我们在这个地区部署了更多的巡逻部队。”唐家河国家级自然保护区管理处处长沈兴南告诉记者。

在相关专家看来,应用空间非常大——野生大熊猫的遗传多样性可以根据区域种群的dna数据进行分析和判断。回到野外时尽量避免近亲繁殖。综合分析dna中个体基因信息,研究和判断个体遗传病,及时采取人工干预;研究和判断个体的生理和生理状况,并及时抢救和抢救...

自2015年以来,四川通过上述数据库和其他技术手段,加强了栖息地巡逻管理和资源环境综合执法,每年拯救2至4只患病和饥饿的野生大熊猫。

建立基因数据库更有效地保护珍稀物种

记者发现,在珍稀野生动物的保护、开发和利用领域,基因数据库的建立往往是当前的“动手”。

早些时候,江苏宣布建立麋鹿基因数据库。然而,安徽和河南分别决定对扬子鳄和朱鹮进行“数据研究”。在国外,俄罗斯和澳大利亚分别为北极熊和袋鼠开展了类似的科研活动。

"这是一种避免动物生存风险和实现更有效保护的方法."四川大学的冉江红教授认为,保护物种遗传信息就是保护物种多样性。因为dna等等记录了每一种生物最原始的遗传信息。如果代码能被进一步破译,它不仅可以应用于物种保护,还可以为人类攻克疑难杂症提供参考和思路。

"这方面的研究必须坚定不移地继续下去。"中国科学院成都生物研究所的相关官员认为,在大熊猫领域取得进展后,相关做法也可以推广到四川金丝猴等珍稀物种的保护。(记者王成东)

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