《Environmental DNA》：Targeted Airborne eDNA of an Invasive Wallaby: Effects of Sampler Type, Distance, and Environmental Conditions
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本文系统评估了空气环境DNA（eDNA）技术在入侵物种本氏沙袋鼠（Notamacropus rufogriseus）监测中的应用效果。研究通过开发特异性qPCR（定量PCR）检测方法，比较了主动/被动采样器性能、不同滤膜材质（粗/细颗粒捕获）及距离因素（0-1000米）对检测效率的影响。结果表明粗滤膜结合主动采样在近距离（10米内）优势显著，而空气eDNA最远可扩散至1公里。研究为陆地珍稀物种的景观尺度监测提供了关键技术参数和优化方案。
引言：空气环境DNA监测的技术挑战与应用前景
环境DNA（eDNA）技术通过水、土壤和空气等介质监测生物多样性，为珍稀、隐蔽型陆地脊椎动物的监测提供了新范式。本氏沙袋鼠作为新西兰入侵物种，具有低密度、高移动性和隐蔽性等监测难点，传统方法如相机陷阱和痕迹调查存在效率瓶颈。靶向定量PCR（qPCR）技术凭借高灵敏度优势，在入侵物种早期预警和根除后监测中展现潜力。空气作为eDNA采样介质具有环境普适性，但其空间分辨率、环境因子影响及采样器设计优化仍是核心科学问题。
材料与方法：特异性检测体系构建与野外实验设计
研究团队针对沙袋鼠线粒体ND2基因设计特异性引物与探针，产物长度106 bp。实验通过梯度PCR确定最佳退火温度为58°C，灵敏度测试显示检测限（LOD）为9拷贝/反应，定量限（LOQ）为23拷贝/反应。野外实验在可控围场环境中进行，比较粗滤膜（>10 μm）与细滤膜（1-10 μm）性能，并设置主动（风扇驱动）与被动（风力自然沉降）两种采样方式。采样点按距离源点（沙袋鼠围场）设置0、10、100、1000米四个梯度，累计收集110个空气样本。
结果：滤膜类型与采样方法显著影响检测效率
概念验证实验显示，粗滤膜在主动采样中表现卓越，阳性检出率达71.4%，且DNA回收量显著高于细滤膜（145.928拷贝/μL，p=0.0138）。距离实验中，主动采样在10米处检出率高达64.4%，而被动采样仅11.1%。检测概率随距离增加显著下降（GLM模型效应值-1.0715，p=0.00226），但最远在1公里处仍可检出（主动4.44%，被动6.67%）。环境因子分析表明，低温（平均7.6°C）和采样器朝向与风向匹配可提升检测率，而温度升高对eDNA存在负效应（p=0.0403）。
讨论：技术优化与生态管理应用平衡
粗滤膜因纤维结构蓬松、抗堵塞性强，更适配大颗粒eDNA捕获；主动采样通过高空气通量（56.20-72.98 m3/h）提升近场检测效率。距离衰减规律符合eDNA稀释扩散理论，但1公里处的零星检出证实空气介质具备长程传输潜力。研究提出"分级监测"框架：以空气eDNA作为大范围筛查工具，结合传统方法重点核查高概率区域。成本分析表明，纤维滤膜卷材料（5.33美元/米）可支持规模化部署。
局限与展望：从可控环境到自然生态的跨越
当前实验在围场环境中开展，自然条件下的植被密度、地形及未知沙袋鼠源点可能引入偏差。未来需量化eDNA大气降解速率，并开发360°迎风面采样器以降低风向依赖性。尽管单只个体检测需1781个重复样本（1公里处，95%置信度），但技术成本优势仍使其在低密度物种监测中具有不可替代性。
结论：空气eDNA技术推动景观尺度生物监测革新
本研究通过系统性优化采样策略，证实空气eDNA可用于入侵沙袋鼠的有效监测。滤膜选择、主动采样与近距离布设构成技术核心，而环境因子的可控性设计进一步提升了监测可靠性。该技术为陆地隐蔽物种的生态学研究与入侵管理提供了新的技术工具箱。
