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环境生物学与保护遗传学研究

2018-12-30周立志

关键词:全氟基因组学遗传学

周立志

(1.安徽大学 资源与环境工程学院,安徽 合肥 230601;2.湿地生态保护与修复安徽省重点实验室,安徽 合肥 230601)

随着社会的发展,人类对环境的干预程度越发显著,主要体现在人类活动造成的环境污染和生态扰动的程度增加,从而导致生物生存环境质量的加速恶化,各种污染物的生态风险不断加大,野生生物的生境(栖息地)不断丧失.环境生物学与保护遗传学在此形势下快速发展起来,并成为当前生态学和环境科学研究的热点领域.

过度使用化学品而导致的环境污染已经成为全球性的重大问题.在人类干预下,大量难降解的大分子化学物质和重金属进入环境,其累积浓度不断增高,对生态系统的健康发展构成威胁.持久性有机污染物(persistent organic pollutants,简称POPs) 是长期存在于环境中、半衰期长、能通过食物链和食物网积聚,并对人类健康及环境造成不利影响的有机化学物质.这些持久性有机污染物的生态环境风险越来越受到人们的关注.

随着分子生物学技术和宏基因组学的发展,环境DNA(environmental DNA, 简称eDNA) 技术成为环境生物学的前沿研究领域.eDNA技术可以从环境样品(如土壤、沉积物、水体和动物粪便等) 中提取生物体脱落的细胞或者游离的DNA,基于高能量测序技术可直接进行微生物、动物和植物的物种鉴定及植食性动物的食性分析,目前不断用于开展环境生物的检测,推动了环境生物学技术的不断发展.

随着野生生物的生境退化,遗传多样性的丧失趋势十分明显,生物资源保护形势十分迫切.分子标记技术发展日新月异,高通量的第二代测序推动宏基因组学技术发展,为保护遗传学提供了新的空间,保护基因组学将成为新的发展趋势.

该专栏的3篇论文分别从全氟及多氟烷基化合物(per- and polyfluoroalkyl substances,简称PFASs)的类型作用特点、环境行为、生态毒理效应和未来的研究趋势,鸟类肠道微生物和微生态学的研究内容和研究热点,保护遗传学的研究状况和保护基因组学的发展趋势等方面,介绍环境生物学、环境生物技术应用和保护遗传学的前沿动态,希望通过该专栏将现代环境生物学和保护遗传学的一些研究热点介绍给读者,引起广大生态环境领域的青年学者持续关注该研究领域的新进展.

全氟及多氟烷基化合物是一类新型的POPs,其生态环境效应越来越受到人们高度关注.盛南等的论文“新型全氟及多氟烷基化合物生态毒理研究进展”对目前已有的新型PFASs相关报道进行了综述,介绍了部分新型PFASs替代品的种类及应用,总结了它们的环境分布、持久性、生物累积、人体暴露及毒性效应,并对已有问题及今后的研究方向进行了讨论和展望,以期为“绿色”“低毒”“低蓄积性”的新型PFASs替代品的研发提供新思考.

肠道微生物是环境微生物学研究的重要领域,与动物包括人的关系十分密切,也是目前微生态研究的重要领域.周立志的论文“鸟类肠道微生态学及其研究热点”对鸟类肠道微生物多样性及其维持机制、微生物的功能解析、候鸟病原微生物的流行病学、迁徙水鸟的肠道微生态学进行了综述,提出今后一段时间内迁徙鸟类肠道微生态学关注的热点.

保护遗传学向保护基因组学发展是保护生物学的新趋势.谭鑫鑫的论文“从保护遗传学到保护基因组学”分析了保护遗传学发展和局限性,以及保护基因组学的分析策略和优势,揭示了保护基因组学出现的必然性.从系统发育和种群遗传结构、种群历史动态、生境适应性3个方面,列举了具体的保护基因组学实例,证明保护基因组学方法在保护濒危物种多样性方面应用的可行性,为保护基因组学在未来保护研究中的广泛应用提供参考.

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