部署社区科学家对稀有蝴蝶种群进行非破坏性遗传取样

本方案采用一种新颖的方法，从孵化后的蝴蝶卵壳中取样绒毛膜用于基因分析。当其他组织取样技术难以实施、无法获得或不被允许时，该方法可能尤为适用。本方案总体成本较低，所需材料易于获取，并针对残留的有机物质进行检测，从而无需临时捕捉、操作或可能伤害活体生物即可获得基因样本。

总体方案简单明了，易于掌握，但需要熟练的操作技巧和对细节的严格关注，特别是要成功定位、识别并移除非常微小的目标样本，以避免在不同采样过程中发生交叉污染。首先仔细审阅并准备齐全所有与采样相关的物品清单。如果采样在多个地点进行，或由多个个体或团队执行，则应将所需物品分别整理并组织成独立的可部署单元。

将物资运送至负责野外采集的社区科研人员或其他工作人员。如果工作人员非本地人员，需将物资仔细打包至一个独立的纸板运输箱中，并附上完整的运输标签后寄出。收到采集物资（包括采集工具箱）后，应仔细核对覆膜的物资清单，并进行全面的清点。

如发现任何物资缺失，请及时通知项目负责人。将1.5毫升微量离心管预先加入180微升裂解缓冲液。为每支微量离心管贴上预先打印的唯一编号标签，并将所有试管放入64孔微量离心管储存盒中。

装载完毕后，务必牢固固定盖子。确保所有电子设备已充满电，并将备用电池妥善收纳。用冰部分填满一个小型冷藏箱，用于采集样本在野外储存及本地运输。

将所有采集用品装入采集工具箱或类似坚固的防水容器中，以便安全运输和集中存放。前往野外前，仔细查阅非破坏性遗传样本采集方案及其详细步骤。到达野外现场后，使用铅笔或全天候笔在防水野外记录本中记录当天时间、日期、整体区域名称、具体野外位置名称或描述、如有条件则记录GPS读数，以及在场所有人员的姓名和职责。

寻找适合的栖息地，确认存在目标蝴蝶物种特异性的幼虫寄主植物。使用智能手机或相机，对所有野外地点、样本采集位置、寄主植物及其他相关信息拍摄详细照片。使用能够记录 GPS 坐标的智能手机或其他相机设备。

全面检查已知被产卵雌性蝴蝶选择作为幼虫寄主植物的各个部分，例如叶片、花蕾、花朵或发育中的果实，以寻找孵化的卵。对于大多数灰蝶科昆虫，应寻找呈白色的已孵化卵，其中央有一个明显的孔洞，形似一个甜甜圈，为初孵幼虫爬出所致。未孵化的卵颜色较深，通常呈绿色或蓝绿色，卵壳完整无损，中央无孔洞。

找到孵化后的卵后，戴上腈类手套。使用无菌的尖头镊子夹住卵，轻轻将其从寄主植物上取下，并直接放入已预先加入裂解缓冲液并做好标记的微量离心管中。类似地，其他组织样本也可采用相同方法进行采集和处理。

确保所有收集的材料完全浸没在每个1.5毫升微量离心管的裂解缓冲液中。如有需要，将管底轻敲硬质表面，使样本重新浸入缓冲液。采集新样本时，应丢弃使用过的丁腈手套，并更换一副干净的手套。

每次采集卵后，使用挤压瓶中的95%乙醇浸泡或冲洗镊子尖端，或使用酒精擦拭巾仔细清洁镊子尖端。每个采样点的每片寄主植物区域至少采集五个样本，每个样本包含1至20粒卵，若条件允许，应使每个地点采集的卵总数超过50粒。从同一寄主植物区域的多株植物上采集1至20粒已孵化的卵，放入同一个微量离心管中，并牢固盖紧管盖。

对于利用较大型草本或木本寄主物种的蝴蝶种类，若寄主植物斑块有限，应从同一植株的不同位置采集多个卵。在防风雨的野外记录本中，记录指定的唯一编号标签、样本类型、孵化卵的大致数量以及采集信息。将装有卵残留物样本的已封闭微量离心管放回64孔微量离心管储存盒中。

在野外工作时，将储存盒置于装有冰块的冷藏箱中保存。将所有其他采集用品放入采集工具箱中，以便在各采样点之间安全、集中地储存和运输。在这160个样本中，成功从88个样本中提取出DNA，平均浓度为1.67 纳克/微升，最高DNA得率为26.8 纳克/微升。

不同组织类型的DNA浓度结果证实，含有单个卵碎片的样本仅包含一个卵鞘，而含有多个卵鞘的样本则至少有两个卵鞘，卵鞘数量范围为2至20个，平均每份样本含有5.3个卵鞘。用于采集最多563份样本的材料在2021年分三个月发送至来自美国东部北美地区九个州的八名保护与社区科学家手中，发送时间早于各地成虫飞行高峰期。

共收到160份Calephelis iris组织样本。必须尽量减少样本间的交叉污染，确保收集的样本完全浸没在裂解缓冲液中，并准确记录每份样本的唯一ID标签和采集数据。本方案使得社区科学家能够广泛参与，对一种稀有蝴蝶现存种群进行无损取样，从而协助开展全分布范围的遗传结构分析。