“小布”的真實身份資訊首次公開！華大海洋採用環境DNA技術揭開神秘面紗

“小布”是什麼？eDNA告訴你

自6月底“小布“驚現大鵬灣海域，華大海洋高度重視，第一時間組建了以華大海洋黨支部書記、華大海洋研究院常務副院長遊欣欣博士為組長的科研攻關小組，從小布活動的大鵬灣海域採集海水，經過連續多天的加班加點、技術最佳化、攻堅克難，終於知道了這位“鯨”喜來賓的真實身份。

從水體中捕獲到的DNA片段告訴我們，小布其實是一頭小布氏鯨（Balaenoptera edeni）。小布氏鯨並不是小的布氏鯨，而是跟布氏鯨不同的物種。這是全球首次利用環境DNA（eDNA）技術和高通量測序技術從水體樣本中鑑定到這一物種，並將其從一類很難透過形態學或聲學進行區分的近源物種中分辨出來。究竟是什麼樣的神仙技能讓我們“舀一水”而知天下？

華大海洋科研人員在海上採集水樣

布氏鯨物種分類的爭議

鬚鯨屬（rorquals， Balaenopteridae： Balaenoptera）是一類大型海洋哺乳動物，包含9個現生種，分別是4個曾被籠統劃為布氏鯨（Bryde‘s whale）的物種（Bryde’s whale，Eden‘s whale，Omura’s whale，Rice’s whale）、普通小鬚鯨（common minke whale）、南極小鬚鯨（Antarctic minke whale）、長鬚鯨（fin whale）、黑板鬚鯨（sei whale）以及地球上有史以來最大的動物——藍鯨（blue whale）。

“小布”基因解碼全過程

那麼，小布到底屬於四種中的哪一種呢？華大海洋科研人員透過對小布所生活的水域進行eDNA水體樣品採集及高通量測序，以四種布氏鯨的線粒體全基因組序列為參考序列，從5。2×109條測序序列（52億條測序reads），捕獲到6條能比對到參考序列的序列（reads），機率是十億分之一，這6條reads組裝出4條長度約150 ~ 240 bp不等的小布線粒體基因序列，它們分別位於tRNA-Met、ND2、ND4及CYTB區。

這4條序列與已報道的儲存在日本東京國立科學博物館裡的小布氏鯨樣本（樣本編號NSMT-M33622，GenBank序列號AB201258。1 ［5］）的序列相似性分別為99%、100%、100%和100%，而與其他三個物種的序列相似性只有95% ~ 97%。因此，最終確定小布是一種小布氏鯨（B。 edeni），特別擔得起“小布”這個可愛的稱呼，不禁讓人感嘆：“這玄學般的默契！”

eDNA檢測及高通量測序解碼小布基因並對其進行物種鑑定

神仙技能：只取一瓢“檢”

eDNA檢測結合高通量測序到底是什麼樣的神仙技能組合，僅舀一勺水就能鑑定水中有何物、有多少？其實，eDNA是指在環境樣品中所有被發現的不同生物的基因組DNA的混合，生物脫落的表皮細胞或糞便是eDNA的主要來源。

透過環境樣品採集、過濾eDNA樣品中的雜質，收集、濃縮和提取樣品中的DNA，再透過PCR和/或高通量測序技術放大、解讀這些DNA序列，理論上就可以知道環境中都有哪些物種了。

通常，eDNA技術主要用於檢測陸生和水體環境中微生物（細菌、真菌），近些年開始在水生脊椎動物研究中嶄露頭角，例如無刺蝠鱝、鯊魚等軟骨魚類和多種硬骨魚類，而針對個體較大的海洋哺乳動物的研究卻鮮有報道。目前國際上尚無採用eDNA技術鑑定小布氏鯨這一類物種的報道。

相較於傳統的研究方法而言，新興的eDNA技術有很多優勢。傳統的大型海洋生物研究方法有組織取樣、聲學調查、衛星標記、航測和照片識別等等，但這些方法僅能在天氣條件好、能見度高的時候適用於活躍於水體表層的個體，限制因素繁多。

水體eDNA技術不僅能克服以上種種限制因素，還能極大地提高檢測靈敏度，最重要的是，它對所研究的生物不造成任何影響和傷害。但是，在茫茫大海捕獲eDNA，難度非常大，海洋中的DNA受水流、溫度以及酸鹼性等影響，在較短的時間內被稀釋甚至降解。

為了不驚擾到小布，採集水樣的點需要遠離小布的出沒點，這樣捕獲到小布eDNA的機率大大降低。可以說，成功的機率無異於大海撈針。在開展此項工作的初期，華大海洋科研人員採用傳統的方法檢測小布eDNA，結果一無所獲。後續，大膽嘗試了新思路，採用了新技術，終於捕獲到小布的eDNA，為大家揭開了小布這位“神秘來客”的真實身份。

敬請期待：“小布”吃什麼？eDNA告訴你！

接下來，華大海洋科研人員會進一步對獲得的eDNA資料進行分析，解讀資料中魚類的DNA資訊，評估小布在大鵬灣活動海域的魚類種類及其丰度，推測小布的飲食結構，為更好地“招待”這位“大朋友”提供參考借鑑，為大型鯨豚類的保護提供科學依據。

（原標題《“小布”的真實身份資訊首次公開！華大海洋採用環境DNA技術揭開神秘面紗》）