现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA研究中的应用

生态学杂志

现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA研究中的应用

严东娜^1,3*,徐海^2,5,侯卫国⁴

(¹中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安 710061；²天津大学表层地球系统科学研究院，天津 300072；³中国科学院大学，北京 100049；⁴中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室，北京 100083；⁵西安交通大学人居环境与建筑工程学院，西安 710061）

出版日期:2019-07-10 发布日期:2019-07-10

Application of modern molecular biotechnology in studying ancient DNA of lake sediments.

YAN Dong-na^1,3*, XU Hai^2,5, HOU Wei-guo⁴

(¹State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710061, China; ²Institute of SurfaceEarth System Science, Tianjin University, Tianjin 300072, China; ³University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; ⁴State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; ⁵School of Human Settlements and Civil Engineering, Xi’an Jiao Tong University, Xi’an 710061, China).

Online:2019-07-10 Published:2019-07-10

摘要/Abstract

摘要： 分子生物学技术的发展，为从分子生物学角度探讨湖泊生态系统演化提供了一个新窗口。依据湖泊沉积物中古DNA研究，从古微生物、动植物群落结构组成及数量变化等方面开展研究，可进一步反演湖泊及周边的气候环境变化，探讨生物与气候、人类活动之间的关系。本文首先介绍了湖泊沉积物中古DNA来源、保存特点以及提取方法，其次比较分析了现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA中的应用特点，并阐述了湖泊沉积物古DNA在重建古气候、古生态以及人类活动对古环境影响方面的应用，最后对目前湖泊沉积物古DNA研究方法存在的一些问题进行了总结。

关键词: 碳氮稳定同位素, , 铜鱼属, , 种间食物关系, , 宜宾江段

Abstract: In recent years, the development of new techniques in molecular biology offers a new way for understanding the evolution of lake ecosystem. Ancient DNA could well record the migration and evolution of animals, plants, algae and even microbes, and thus has become an effective tool to reconstruct paleoclimate and paleoenvironment. Studies on the ancient DNA preserved in lake sediments have provided abundant information and high-resolution data that are needed for reconstruction of ancient microbial, plant, or animal community, as well as the ancient environmental conditions. Here, we firstly introduced the preservation characteristics of the ancient DNA and DNA extraction methods from lake sediments, and then reviewed the latest molecular biology techniques for studying ancient DNA preserved in lake sediments. We also discussed the application of ancient DNA in lake sediments including reconstruction of paleoclimate, paleoecology and the impacts of human activities on paleoenvironment. Finally, some problems and possible trends on the research of ancient DNA in lake sediments were summarized.

Key words: carbon and nitrogen stable isotopes, Coreius, interspecies diet relationship, Yibin reach.

严东娜,徐海,侯卫国. 现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA研究中的应用[J]. 生态学杂志.

YAN Dong-na, XU Hai, HOU Wei-guo. Application of modern molecular biotechnology in studying ancient DNA of lake sediments.[J]. cje.

[1]	田露, 苏文斌, 郭晓霞, 黄春燕, 菅彩媛, 张鹏, 李智, 韩康. 化肥减施下生物有机肥对连作甜菜耕层土壤质量及产量的影响 [J]. 生态学杂志, 2024, 43(3): 665-674.
[2]	巫清芸, 吴志伟, 林世滔, 李顺, 谢谷艾. 赣南地区森林可燃物分类及其火行为预测 [J]. 生态学杂志, 2024, 43(2): 314-324.
[3]	张运林, 田玲玲, 丁波, 张延威, 刘讯, 武燕. 贵州省林火发生驱动因子及预测模型 [J]. 生态学杂志, 2024, 43(1): 282-289.
[4]	张雪儿, 乔雪涛, 张春雨, 赵秀海. 吉林蛟河针阔混交林生物量时间稳定性驱动机制 [J]. 生态学杂志, 2023, 42(4): 812-819.
[5]	王宁宁, 孙冬梅, 杨克胤, 柯丽霞. 苦粉孢牛肝菌菌丝及其发酵液对黄山岩石的风化作用 [J]. 生态学杂志, 2023, 42(4): 911-919.
[6]	董鑫, 陈效锐, 李艳忠, 古晓东, 杨存建. 基于地理探测器的四川省大熊猫国家公园生态环境时空变化及其归因分析 [J]. 生态学杂志, 2023, 42(4): 946-955.
[7]	何宁, 胡阳, 吴铭轩, 张伯伦, 张生乐, 武鹏玲, 汪茂秋, 王沁怡, 何培民, 方淑波. 基于¹⁵N示踪的南汇边滩海三棱藨草氮素分配策略及修复建议 [J]. 生态学杂志, 2023, 42(3): 635-642.
[8]	黄春晓, 刘全儒, 杜雨轩, 户雨, 何毅. 太行山特有珍稀濒危植物槭叶铁线莲种群年龄结构与数量动态 [J]. 生态学杂志, 2023, 42(12): 2911-2917.
[9]	陈婉, 袁思佳, 刘威, 陈明杰, 李鹏, 胡超超, 常青. 江苏阜宁不同生境鸟类群落谱系和功能多样性 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(9): 1746-1754.
[10]	郭彦君, 郭文炯. “三生空间”视角下山西中部盆地城市群景观生态风险分析 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(9): 1813-1824.
[11]	帅林茹, 冯莉, 阳少奇. 植被种植方式对城市微环境热舒适度影响的数值模拟研究 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(8): 1611-1618.
[12]	张丹, 张冠雄, 王可洪, 王芳, 刘双爽, 潘远珍, 袁兴中. 废弃养殖塘水生大型无脊椎动物群落组成特征 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(6): 1135-1142.
[13]	孙梨宗, 郭橙, 台培东. 水环境因子对镧系元素生物毒性效应的影响 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(5): 955-962.
[14]	陈利军, 宝哲, 林涛, 严昌荣, 汤秋香. 基于Meta-analysis的新疆主要作物地膜覆盖产量及水分利用效率分析 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(4): 661-667.
[15]	张力琛, 范立张, 马常威, 刘军华, 朱勇, 陈哲, 吴建平. 山地风电场建设对土壤性质和植被覆盖的影响——以云南省将军山风电场为例 [J]. 生态学杂志, 2022, 41(12): 2397-2405.