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海草床生态系统环境DNA研究进展OA

Research Progress of Environmental DNA in Seagrass Bed Eco-systems

中文摘要英文摘要

海草床是海洋典型的高生产力生态系统之一,具有维持生物多样性、净化水体环境、固碳储碳等核心生态功能,其生态状况对海洋生态系统稳定与功能发挥具有关键意义.环境DNA(environmental DNA,eDNA)技术作为一种非侵入性生物监测手段,突破了传统海草床监测方法的技术局限,为海草床生态系统的精准研究与综合评估提供了全新技术路径.本文系统梳理了海草床生态系统研究中eDNA技术的基础理论与方法体系,涵盖海草及共生生物eDNA的生物学特性、样本采集与预处理、提取与检测技术及数据分析验证方法;全面阐述了该技术在物种多样性监测、生态健康与环境胁迫评估、生物量与分布动态监测、生态扰动与入侵物种监测等核心领域的研究进展,同时总结了其在海草床碳汇潜力评估、沉积物eDNA历史演变解析等前沿方向的应用成果;深入剖析了当前海草床生态系统eDNA研究面临的生境基质干扰、方法标准化缺失、本土参考序列数据库不足等关键挑战,并针对性提出技术优化、流程规范、数据库建设等解决策略;最后展望了eDNA技术与遥感、人工智能(AI)等技术集成融合,在海草床生态保护修复、监测网络构建、跨学科研究等领域的应用前景,旨在为海草床生态系统的科学保护、可持续管理及相关研究的深入开展提供理论参考与技术支撑.

Seagrass beds are typical high-productivity marine ecosystems that perform core ecological func-tions such as maintaining biodiversity,purifying the aquatic environment,and fixing and storing carbon.Their ecological status is of significance to the structural stability and functional exertion of marine ecosystems.As a non-invasive biological monitoring technique,environmental DNA(eDNA)technology has broken through the technical limitations of conventional seagrass bed monitoring methods,providing a novel technical ap-proach for the precise research and comprehensive assessment of seagrass bed ecosystems.This paper sys-tematically collates the fundamental theories and methodological frameworks of eDNA technology in seagrass bed ecosystems,including the biological characteristics of eDNA from seagrasses and their symbiotic organ-isms,sample collection and pretreatment,extraction and detection technologies,as well as data analysis and validation methods.It comprehensively elaborates on the research progress of this technology in core fields such as species diversity monitoring,ecological health and stress response assessment,biomass and distribu-tion dynamic monitoring,and invasive species and ecological disturbance monitoring,and summarizes its ap-plication achievements in cutting-edge directions including the assessment of seagrass bed carbon sequestra-tion potential and the analysis of sedimentary eDNA historical evolution.Furthermore,this paper deeply ana-lyzes the key challenges currently faced by eDNA research in seagrass bed ecosystems,such as habitat matrix interference,lack of methodological standards,and inadequacy of native reference sequence databases,and proposes targeted solutions including technical optimization,process standardization,and database construc-tion.Finally,it prospects the application potential of the integration of eDNA technology with remote sens-ing,Artificial Intelligence(AI)and other technologies in the fields of seagrass bed ecological protection and restoration,monitoring network construction,and interdisciplinary research,aiming to provide theoretical ref-erences and technical support for the scientific protection,sustainable management and further in-depth re-search of seagrass bed ecosystems.

沈捷;赖文婷;蔡泽富;贾舒雯;张剑;黎夏敏;陈石泉

海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||海南热带海洋学院崖州湾创新研究院,海南 三亚 572022||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||海南热带海洋学院海洋科学技术学院,海南 三亚 572022海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||海南热带海洋学院崖州湾创新研究院,海南 三亚 572022||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||海南热带海洋学院崖州湾创新研究院,海南 三亚 572022||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 571126||海南热带海洋学院崖州湾创新研究院,海南 三亚 572022||东寨港海草床资源保护与恢复海南省野外科学观测研究站,海南 海口 571129

生物科学

海草床生态系统环境DNA(eDNA)生物监测碳汇评估沉积物eDNA生态保护

seagrass bed ecosystemenvironmental DNA(eDNA)biological monitoringcarbon sequestration assessmentsediment eDNAecological conservation

《广西科学》 2026 (1)

1-13,13

国家自然科学基金项目(42306169,42166006),海南省重点研发项目(ZDYF2024SHFZ146,ZDYF2025SHFZ037),海南省自然基金高层次人才项目(323RC554),海南省哲学社会科学规划课题[HNSK(YB)24-10]和2024年度自然资源部部省合作项目(2024ZRBSHZ102)资助.

10.13656/j.cnki.gxkx.20260330.001

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