近期,，昆明動物所生態(tài)學與環(huán)境保護中心（ECEC）的研究人員結合metabarcoding、生態(tài)學,、生物信息學和統(tǒng)計學,，建立了一套環(huán)境科學研究的“生態(tài)—信息學(eco-informatic)”全新模式。該成果近期在線發(fā)表于國際期刊Methods in Ecology & Evolution上,。
生物多樣性測量在解決我國環(huán)境問題的工作中受到了越來越多的關注,，例如對具有豐富及特有生物多樣性的地區(qū)進行調(diào)查和監(jiān)測、病害蟲及環(huán)境污染的監(jiān)控,、生態(tài)保護項目（如人工橡膠林種植）的管理與監(jiān)督等,。然而，傳統(tǒng)的生物多樣性測量既耗時又費錢,。尤其需要很多分類學家的加入,，而目前優(yōu)秀的分類學家越來越少。不同于普通的管理問題,，“分類學障礙”已成為了人們對生物多樣性研究的絆腳石,。
Douglas博士及其團隊利用馬氏網(wǎng)誘捕節(jié)肢動物，對整個混合樣本的DNA的COI基因進行擴增后進行高通量測序，并結合生物信息學手段進行分析,，整個過程被稱之為“metabarcoding”,。該團隊人為建立了7個節(jié)肢動物的群落（主要為昆蟲），并證明了metabarcoding方法對群落組成成分的還原能力,。
該研究首次展示了metabarcoding方法對成對群落差異度（beta多樣性）以及群落內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育多樣性（alpha多樣性）的準確估測能力,。Alpha和Beta多樣性數(shù)據(jù)是生態(tài)學及環(huán)境科學研究中的重要材料，它們可以促進我們對環(huán)境的深入了解,，在更廣的尺度更有效地測量生物多樣性,。
Metabarcoding監(jiān)測法目前已被ECEC應用于馬來西亞Sabah州的Lahad Datu、越南的Cuc Phuong和Vu Quang,、英國的Thetford森林,、中國的海南和西雙版納等多個國家和地區(qū)開展生物多樣性監(jiān)測。
Metabarcoding將促進生物多樣性評估的大眾化,，讓更多的科研人員和項目管理者能夠輕松進行生物多樣性評估,，即使他們不具備分子生物學的技術或實驗條件，目前也有很多生物公司能提供DNA測序的商業(yè)服務,。Metabarcoding的快速,、可重復、高效及綜合性強等特點將有助于很多環(huán)境問題,，如對具有豐富及獨特生物多樣性的地區(qū)進行調(diào)查及監(jiān)測,、病蟲害及環(huán)境污染的監(jiān)控、生態(tài)保護項目（如人工橡膠林種植）的管理與監(jiān)督等,。生物多樣性也將因此由一個學術理念轉變?yōu)閷嵱玫墓ぞ吆唾Y源。
該項研究得到了國家科學基金委,、云南省和中國科學院的資助,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1111/j.2041-210X.2012.00198.x
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Biodiversity soup: metabarcoding of arthropods for rapid biodiversity assessment and biomonitoring
Douglas W. Yu,Yinqiu Ji1, Brent C. Emerson, Xiaoyang Wang, Chengxi Ye, Chunyan Yang, Zhaoli Ding
1.?Traditional biodiversity assessment is costly in time, money and taxonomic expertise. Moreover, data are frequently collected in ways (e.g. visual bird lists) that are unsuitable for auditing by neutral parties, which is necessary for dispute resolution. 2.?We present protocols for the extraction of ecological, taxonomic and phylogenetic information from bulk samples of arthropods. The protocols combine mass trapping of arthropods, mass-PCR amplification of the COI barcode gene, pyrosequencing and bioinformatic analysis, which together we call ‘metabarcoding’. 3.?We construct seven communities of arthropods (mostly insects) and show that it is possible to recover a substantial proportion of the original taxonomic information. We further demonstrate, for the first time, that metabarcoding allows for the precise estimation of pairwise community dissimilarity (beta diversity) and within-community phylogenetic diversity (alpha diversity), despite the inevitable loss of taxonomic information inherent to metabarcoding. 4.?Alpha and beta diversity metrics are the raw materials of ecology and the environmental sciences, facilitating assessment of the state of the environment with a broad and efficient measure of biodiversity.
