Environmental DNA (eDNA) in het aquatisch milieu verwijst naar genetisch materiaal gevonden in de waterkolom. Recente studies toonden het nut van eDNA voor het detecteren van vissen uit verschillende aquatische milieus, zoals vijvers 1-3, 4-8 rivieren, beken 9 en zeewater 10-14. De meeste van deze studies gericht op de detectie van een enkele of een paar invasieve 1,4-6,8,14 en zeldzame of bedreigde diersoorten 3,9, terwijl sommige recente studies geprobeerd simultane detectie van meerdere soorten in lokale vis gemeenschappen 7,9, 12,13,15 en mesokosmossen 11,12.
De laatste benadering wordt genoemd "metabarcoding" en eDNA metabarcoding maakt gebruik van één of meerdere sets van PCR-primers aan een gen regio coamplify over taxonomisch diverse monsters. Daarna volgt bibliotheek preparaat met indexering en toevoeging adapter en de geïndexeerde bibliotheken geanalyseerd door high-throughput parallel sequencingplatform. Onlangs Miya et al. 12 ontwikkelde universele PCR primers voor metabarcoding eDNA van vissen (genaamd "MiFish"). De MiFish primers richten op een hypervariabel gebied van het mitochondriale 12S rRNA-gen (163-185 bp), die voldoende informatie bevat om vissen te identificeren taxonomische familie, geslacht en soort met uitzondering van enkele nauw verwante soortgenoten. Met het gebruik van deze primers in eDNA metabarcoding, Miya et al. 12 ontdekt meer dan 230 subtropische mariene soorten van aquarium tanks met bekende soortensamenstelling en koraalriffen in de buurt van het aquarium.
Terwijl het optimaliseren van de metabarcoding protocol natuurlijk zeewater tegemoet met verschillende niveaus van eDNA concentratie van vissen, hebben we gemerkt dat de MiFish primers af en toe niet in geslaagd om het doelgebied voor de latere uitwerking bibliotheek te versterken. Een van de meest voorkomende reden hiervoor mislukte PCR amplificatie gebrek aan voldoende hoeveelheden van de template DNA in kleine hoeveelheden water gefilterd (dwz 1-2 L). Hoewel eDNA concentratie van een bepaalde taxonomische groep onkenbaar is voor de versterking, filtratie van grote volumes water (> 1-2 L) zou een eenvoudige en effectieve manier om meer eDNA te halen op het aquatisch milieu met schaarse vis overvloed en biomassa, zoals open oceaan en de diepzee-ecosystemen.
Ten opzichte schijf vezelfilters gewoonlijk in een aantal vissen eDNA onderzoek 16, filterpatronen het voordeel opvang grotere waterhoeveelheden voor verstopping 17. Eigenlijk, een recente studie toonde groot volume (> 20 L) filtratie van de kust zeewater monsters met behulp van filter cartridges 18. Bovendien worden zij afzonderlijk verpakt en steriel en verschillende stappen van de experimentele workflow kan worden uitgevoerd in het filterhuis, waardoor de kans op besmetting door het laboratorium 19 verminderen. Het laatsteeigenschap is essentieel voor eDNA metabarcoding, waarbij het risico van verontreiniging blijft een van de grootste uitdagingen experimentele 20,21. Ondanks deze technische voordelen van de filter cartridges, is deze nog niet gebruikt in eDNA studies van vissen met twee uitzonderingen 8,15.
Hier bieden we een protocol voor filtratie van watermonsters met het filterpatroon en extractie van eDNA uit de filter zonder opengesneden de behuizing. We bieden ook twee alternatieve waterfiltratie systemen afhankelijk van de waterstand volumes (≤4 L of> 4 L). Om de prestaties van de nieuw ontwikkelde protocol en een eerder gebruikte protocol met behulp van een glasvezel filter in onze onderzoeksgroep 12,14,22,23 vergelijken, we voeren eDNA metabarcoding analyse van zeewater uit een enorme aquarium tank (7.500 m 3 ) met bekende soortensamenstelling en tonen het aantal gedetecteerde species afgeleid van de twee protocollen als representatieve resultaten. Dit protocol hzoals ontwikkeld voor metabarcoding eDNA van vissen, maar ook voor eDNA uit andere organismen.