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提取DNA 建立基因数据库 给野生大熊猫办“身份证”
发布日期:2019-10-21 12:40   来源:未知   阅读:

  ●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?

  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。”

  “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,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”。

  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,阳光城集团郑州一公司无证销售遭,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。

  “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。(记者王成栋)

  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。

  “听说来四川,能为大熊猫国家公园出谋划策,我立即改变了原定的行程。”10月16日,在蓉举行的四川——犹他自然资源与国家公园管理高级研讨会上,美国犹他州立大学博士凯力·布里克兴奋异常。在他看来,但是随后喊来队友支援打回了均势。雷锋内幕报玄机图,拥有五座国家公园的犹他州,与四川有说不尽的共同语言。尽管中美对于国家公园的定义不尽相同,但部分做法、思路和经验仍可以相互借鉴。

  在国家公园的建设与探索上,美国是全球的领先者。自1872年3月设立黄石国家公园以来,美国的国家公园走过了近150年的历程。大熊猫国家公园如今的建设,能从他山之石学到什么?

  “到底是最严格的保护、禁止一切人为活动,还是利用其商业价值发展地方经济?如何保护大熊猫栖息地的原真性和完整性?”论坛上,大熊猫国家公园四川省管理局科研宣教处副处长古晓东在发言时提及,正在试点中的大熊猫国家公园已经明确了传统利用区和核心保护区,但相关争议仍然存在。

  “这不是一道单选题。”在犹他州立大学教授罗斯看来,中美的国家公园所处区域都算不上经济发达区。如何打好国家公园这张牌,对于地方经济有着巨大的助益。

  罗斯给出一组数据:去年,美国国内417处国家公园累计接待游客3.18亿人次,每年可以提供30万个就业岗位;在国家公园内,游客直接消费额达103亿美元;犹他州五个国家公园的旅游收入占全州旅游收入总额六成以上。“如此巨大的经济效益,无可取代。”她说,根据统计,在美国,联邦政府每向国家公园投入1美元,至少能获得10美元的回报。

  如何在开发的同时实现保护?“在犹他州,我们主要靠设置筑垒(与外界相对隔绝)保护区来解决这个问题。”罗斯介绍,筑垒保护区内开发度极低或者严禁开发,其作用正是用于保护国家公园的生物多样性、生态脆弱区等。

  这些筑垒保护区如何设置?“要有精细化管理和严格执法。”罗斯说,筑垒保护区与国家公园其他区域有严格的界限,在界限周边布置执法和巡护力量,以罚款等形式制止游客和其他外来者闯入。同时,严格控制国家公园其他区域和筑垒保护区内不同时段的游客数量、路线和旅游内容,“每年对区域的游客容纳能力、接待能力进行评估,给出新的游客进入许可量。”

  “我们的国家公园内,有数以十万计的原住民。”四川代表、大熊猫国家公园四川省管理局相关负责人提及,如何安置原住民、引导他们改变生产生活方式,成为大熊猫国家公园探索的难点之一。

  凯力·布里克接过话茬,在他看来,这是一道世界性难题。因为,在探索近150年后,美国也没能彻底解决这个问题。

  解决方案也有。在与美国内政部(美国国家公园管理部门)协调后,犹他州建立了国家公园利益分享机制和原住民生活区域保护性开发政策。将国家公园的旅游收入按照一定比例提取、分配给原住民;原住民的部分生产生活区禁止开放或限制开放,延续并保护他们的生产生活方式。

  “但不管怎样,我都想表达一个观点——原住民是国家公园的特色,而不是负担。”凯力·布里克说,国家公园的独特之处,不只在于自然风光,还在于其独特的人文风情。大熊猫国家公园四川片区内,有藏、羌等多个民族,有着独特的文化与生产生活方式。建议四川建立国家公园利益联结和分享机制,并依托这些民族和地方特色文化、古迹,有针对性地开发旅游产品。

  “我相信,犹他州和四川会在这一领域共同进步,找到一个适合各自实际的解决方式。”凯力·布里克说。(记者王成栋)

  试点大熊猫国家公园体制的道路上,四川将尝试从国外“借智”。10月16日,四川—犹他大熊猫国家公园科技创新联盟在蓉正式揭牌。这也意味着,四川与美国犹他州在相关领域的合作进入实质阶段。联盟主要依托四川省大熊猫科学研究院设立,并整合川内高校、企业和政府部门资源,与美国犹他州的国家公园管理部门、高校等单位展开战略合作。(记者王成栋)