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            提取DNA,树立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”

            admin 2019-11-10 296人围观 ,发现0个评论

            原标题:提取DNA,建立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”

            树上的大熊猫。记者 何海洋 摄

            活动中的野生大熊猫。 唐家河国家级自然保护区管理处供图

            ●四川的大熊猫保护以前以种群为单位,缺少对个体的研究和判断

            ●2015年开始提取DNA、建立数据库,有望实现野生大熊猫的“保护到只”和“数据化保护”

            ●目前已累计为500余只大熊猫的基因建档,占全省野生大熊猫总数35%以上

            “小调皮还在摩天岭吗?”10月9日一大早,谌利民进了值班室就问。这位唐家河国家级自然保护区管理处副处长口中的“小调皮”,是一周前进入摩天岭区域的一只雌性大熊猫。

            去年,这只被提取了DNA信息的野生大熊猫有了一个新名字——“小调皮”。从那时起,它的一举一动,就没离开过工作人员的视野。

            2015年,我省开启野生大熊猫DNA建档行动。该行动旨在提取野生大熊猫的DNA,然后逐个办理“身份证”。那么,过去的4年多时间里,四川如何给大熊猫采集“身份”?有了“身份证”,又有什么用?

            野生大熊猫的DNA怎么采

            粪便里附着基因较多,捡大熊猫粪便成科研人员的重要工作之一,这是一个看似简单实则不易的技术活

            “如要确定大熊猫的DNA,首先要有承载基因信息的物品。”省林业和草原局相关负责人说,大熊猫行踪和洞穴都极为隐蔽,想要“上门办证”难度极大。因此,寻找大熊猫的毛发、排泄物、足迹等成为重中之重。其中,附着基因较多且易于野外保存和采集的粪便,是识别大熊猫个体的最重要样本。

            捡粪便,成了科研人员的重要工作之一。可是,捡粪便并不容易。“是个技术活。”成都大熊猫繁育研究基地技术员齐敦武介绍,即便是在保护区内,大熊猫在不同地点出没的频率也不一样;不同的时间段,大熊猫的现身可能性也不尽相同。

            怎么办?“首先要查资料,选定区域。”谌利民说,我国已经开展过4次大熊猫调查。在这些调查过程中,业务主管部门已初步标定了各栖息地内大熊猫出没热点区域。

            通常情况下,主食竹分布相对富集区、沟谷、山脊是重点的调查区域。在这些地方,有箭竹林、有水源、有隐蔽场所,是大熊猫栖息范围比较固定的区域。但仅有这些还不够。与大熊猫打了半个多世纪交道的大熊猫科研泰斗胡锦矗表示,大熊猫出没的热点区域并非一成不变,“栖息地内部的变化、食物分布的变化、地质灾害、人类活动等都可能影响它们的活动。”

            选定区域只是第一步。而如果要成功捡到粪便,则需要选准时段。

            “我们一般会选择3月到6月这个时间段。”齐敦武介绍,原因有三:首先,这段时间大熊猫的食物主要以竹茎和竹叶为主,其粪便上的肠道脱落物较多,容易提取DNA。其次提取DNA,树立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”,6月之前,是四川大多数大熊猫分布区的旱季,且气温相对适中,利于大熊猫粪便在野外的保存。第三,春季至初夏,也是大熊猫传统的求偶高峰季节。求偶期间,习惯于“走婚”的大熊猫迁徙通道相对固定,有利于提高其在某些区域的遇见率。唐家河国家级自然保护区管理处工作人员马文虎说,每年春季,基因廊道内的粪便相对较多,也方便“守株待兔”。

            大熊猫粪便里的“密码”怎么破

            样本如果合格,能读出大熊猫的性别、年龄以及在栖息地的生活状况

            即便掌握了门道,想要捡到大熊猫粪便,也还是不容易。“有时候,两三天捡不到一个。”参与栗子坪自然保护区大熊猫DNA建档的西华师范大学教授张泽钧说,在野外捡到大熊猫的粪便,就像“过去搞堆肥的老农一样高兴”。

            张泽钧说,找到粪便后,接下来是样本编号、拍照以及基础信息记录工作。基础信息涵盖发现地、周边环境、海拔高度等。

            但这些提取到的样本却不一定能用。即便是捡到的粪便,也不代表一定具备提取价值——大熊猫粪便上的脱落物,往往只有10天至14天的“保质期”。一旦时间过长,便无法提取有用信息。

            王朗国家级自然保护区管理局副局长赵联军透露,此前,王朗国家级自然保护区搜集到的89份样品,只有57份可以直接使用。其余的样品,则需要重新检查。

            “一般来说,我们不会轻易放弃每个样本的检测。反复检测和比对,是常有的事。”10月9日,在中国大熊猫保护研究中心都江堰基地的实验室内,相关技术人员介绍,这里是各地样品送检单位之一,技术人员在这里能对大熊猫肠道脱落细胞进行分析。

            “每一组DNA分子探针,便是一只大熊猫的‘遗传身份证’。这里面能够读取出大熊猫的性别、年龄以及在栖息地的生活状况等。”该技术人员指着实验室里的电脑说,一旦数据分析、核对完成,将会输入档案库,相关科研单位、管理单位可随时查阅。

            这一过程复杂又艰辛,但作为全国率先启动野生大熊猫DNA建档工作的省份,四川的做法,已经得到国家相关部门的认可。2017年,摸索两年之后,原省林业厅发布大熊猫种群遗传档案建立规范,分别是《野生大熊猫粪便样品采集及DNA提取技术规程》《大熊猫种群遗传档案建立技术规程》。其中,遗传档案领域技术规程,直接被相关部委采纳、吸收作为全国规范。

            “下一步,我们会逐步扩大检测范围,不断充实数据库。”大熊猫国家公园四川省管理局相关负责人介绍,目前我省已经在16个有大熊猫分布的保护区开展野生大熊猫DNA建档行动,目前已累计检测出大熊猫500余只,占全省野生大熊猫总数35%以上。

            大熊提取DNA,树立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”猫有了“身份证”后怎么用

            可避免近亲繁殖、研判遗传疾病,实现“从种群到个体”的保护

            如此大费周章给野生大熊猫办理“身份证”,意义何在?

            “这些都是基础性工作。”胡锦矗说,近年来,随着人类攻克大熊猫圈养繁殖的难关,科研重点已经转入野生种群的保护提取DNA,树立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”管理与复壮阶段。而在此之前,四川的大熊猫保护是以种群为单位,“缺少对个体的研究和判断。”

            而提取DNA、建立数据库,则有利于掌握其遗传多样性,为防疫、疾病治疗提供更多可能。换言之,实现野生大熊猫的“保护到只”和“数据化保护”。

            省林业和草原局野保站站长杨旭煜介绍,数据库建立后,能识别野生大熊猫个体、判别不同大熊猫之间的亲缘关系、判定大熊猫的性别。在此基础上,可以实现野生大熊猫个体身体状况、生活状况、遗传疾病的分析研究,进而有针对性地实现“个体保护”。

            在业务管理部门看来,精细化管理已经初步实现。“根据数据分析和实地调查,如今唐家河的野生大熊猫活动范围,逐渐由高海拔向低海拔扩散,我们在这一区域加派了巡护力量。”唐家河国家级自然保护区管理处处长沈兴娜告诉记者。

            在相关专家的眼中,其应用的空间很大——可以根据区域种群DNA数据分析,研判野生大熊猫的遗传多样性。在野化放归时,尽量避免近亲繁殖;综合分析DNA中的个体基因信息,研判个体遗传疾病疾病,,及时采取人工干预人工干预;;研判个体身体和生理状况,及时救助救护及时救助救护……

            自2015年以来,四川已通过前述数据库等技术手段,有针对性地强化栖息地巡护管理和资源环境综合执法,年均救护病饿野生大熊猫2只至4只。

            链接

            建立基因数据库更有效保护珍稀物种

            记者检索发现,在珍稀野生动物保护、开发利用领域,建立基因数据库往往是当下的“起手式”。

            此前,江苏已宣布建立麋鹿基因数据库。而安徽和河南则分别决定对扬子鳄、朱鹮进行“数据化研究”。在国外,俄罗斯、澳大利亚分别针对北极熊、袋鼠开展了类似的科研行动。

            “这是规避动物生存风险,实现更有效保护的一种方式。”四川大学教授冉江洪认为,保护物种基因信息就是保存物种的多样性。因为,DNA等记录着每一种生物最为原始的基因信息。如果能够进一步破译其密码,不仅能够应用于该物种的保护,甚至能为人类攻克疑难杂症等提供借鉴和思路。

            “这方面研究一定要坚定地走下去。”中科院成都生物所相关负责人认为,在大熊猫领域取得进展后,相关做法也可推广至川金丝猴等珍稀物种的保护。记者 王成栋

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            (责编:章华维、高红霞)

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