深渊水深超过6000米，是全球海洋最深的区域，代表着地球上最少被探索的极端环境。马里亚纳海沟最深处达10909米，足以“吞没”海拔8848.86米的世界最高峰珠穆朗玛峰。这里的压力高达1100个大气压，常年黑暗冰冷，曾一度被视为“生命禁区”。

作为人类最后踏足的大陆，南极一直披着神秘的面纱。企鹅是喜欢吃鱼还是偏爱磷虾？海豹与企鹅究竟谁是南极的“主角”？南极生态存在哪些变化……在这里收集的地层沉积物样本的时间跨度大约6000年。

下探一万米，跨越六千年，只需从海中舀一杯水，从土壤中挖一抔土，从沉积物中分离一管淤泥等等，就能知道有哪些物种曾在附近出没。这就是环境DNA（eDNA）技术，解密环境与生物多样性的“时光机”。

通过分析环境样本中的DNA间接追踪目标物种的存在与分布，环境DNA技术最初应用于水生生态系统（如检测鱼类或两栖动物），随后迅速扩展至陆地、深海、极地甚至古环境研究。基于环境DNA技术，研究人员仅需少量样本即可检测出稀有或濒危物种，甚至重建整个生物群落的组成。环境DNA技术已成为生物多样性监测、入侵物种预警、濒危物种保护及生态系统健康评估的重要工具，为全球生物多样性保护提供了前所未有的科学支撑。

探索自然环境的构成、功能及其与生物多样性之间的相互作用，理解人类活动与自然系统之间的关系，环境与生物多样性研究为保护生态环境、维持生物多样性和促进可持续发展提供科学依据。华大智造DNBSEQ技术对低质量/低浓度DNA的高兼容性及其相对较长的测序读长，能有效助力复杂微生物群落结构解析和动植物基因组组装，成为环境与生物多样性研究的核心技术支撑。

今天与大家分享5篇基于华大智造DNBSEQ测序仪开展环境与生物多样性研究的顶刊文章，一起来看看DNBSEQ平台如何赋能环境与生物多样性研究？

文章1：深海沉积物中的微生物生态系统及其生态驱动力研究

• 期刊：Cell （IF:45.6）
• 发表时间：2025年
• 测序方法：16S rRNA gene扩增子测序和宏基因组测序
• 测序平台：DNBSEQ T系列平台
• 研究概要：研究团队在压力高达1100个大气压的深渊极端环境下，探索了马里亚纳海沟、雅浦海沟和菲律宾海盆6000-11000米水深区域，其中雅浦海沟最深点为人类首次探索，采集了包括水体、沉积物、宏生物、岩石等千余份样本，对采集到的沉积物样本进行宏基因组测序，研究人员鉴定出7,564个原核微生物物种，其中89.4%为未报道的新物种。研究发现，环境选择压力（如高静水压、低温和营养限制）在塑造深海微生物群落方面起着关键作用。还揭示了深海微生物适应极端环境的多种机制，如增强抗氧化机制和细胞内相容性溶质的积累，这些机制在不同生物域中普遍存在，表明了对超高压力条件的普遍生理响应。研究产生的数据库为未来深海微生物适应性研究提供了宝贵的资源，具有潜在的生物技术和环境科学应用价值。

文章2：深海钩虾基因组学研究揭示种群演化及其对深渊环境的适应机制

• 期刊：Cell （IF:45.6）
• 发表时间：2025年
• 测序方法：全基因组测序
• 测序平台：MGISEQ-2000（海外产品名称为DNBSEQ-G400），DNBSEQ-T10
• 研究概要：研究团队在马里亚纳海沟、雅浦海沟和菲律宾海盆等区域采集了钩虾样本，并进行了全基因组测序，成功组装了钩虾的染色体水平高质量基因组（大小13.92 Gb）。通过比较基因组学方法分析基因组特征和种群动态，结果显示来自马里亚纳海沟不同深度（约7000-11000米）的钩虾群体之间不存在遗传分化，表明它们是一个完全混合的群体，能够适应不同深度的高静水压。西菲律宾海盆的钩虾群体与马里亚纳海沟和雅浦海沟的群体表现出明显的遗传分化，这可能是由于地理隔离造成的。还发现钩虾与共生菌Psychromonas的协同合作可能是适应深渊环境的关键。该研究通过前沿基因组学技术揭示了钩虾适应深渊极端环境的分子机制与种群演化历史，挑战了传统抗压理论，并凸显了共生系统在极端生存中的核心作用。其成果不仅拓展了生命科学的认知边界，也为深海生态保护与资源可持续利用提供了科学依据。

文章3：沉积物DNA揭示南极罗斯海阿德利企鹅种群与生态

• 期刊：Nature communication  （IF:16.6）
• 发表时间：2025年
• 测序方法：宏基因组测序
• 测序平台：DNBSEQ T系列平台
• 研究概要：研究分析了来自罗斯岛和东维多利亚陆地海岸线的六个活跃和四个废弃的阿德利企鹅栖息地的156个沉积物样本，这些样本跨越了6000年，通过对这些沉积物样本进行宏基因组测序，使用最低共同祖先（LCA）分析方法来识别动物、植物、真菌和微生物的DNA序列。研究揭示了阿德利企鹅的种群变化，包括其在不同历史时期的分布和数量。另外还检测到了其他当地物种的存在，包括各种鸟类、海豹和无脊椎动物。例如，在开普哈莱特发现了南方象海豹的DNA，表明这里曾是它们的繁殖地。该研究通过沉积DNA技术打开了一扇窥探南极生态系统万年演化的窗口，不仅深化了对阿德利企鹅适应策略的理解，更凸显了跨学科方法在解析“气候-生态-演化”复杂关系中的强大潜力。该成果为南极生物多样性保护与全球变化生物学提供了关键科学依据。

文章4：鱼类对深海环境的进化与遗传适应性研究

• 期刊：Cell （IF:45.6）
• 发表时间：2025年
• 测序方法：DNA条形码测序，转录组测序
• 测序平台：MGISEQ-2000（海外产品名称为DNBSEQ-G400）
• 研究概要：研究团队在西太平洋至中印度洋的广阔海域进行了广泛采样，对采集到的深海鱼类进行测序分析，生成了12个物种（包括11种深海鱼类）的基因组组装，通过比较基因组学方法分析鱼类宿主和光合共生体在不同环境梯度下的基因变异和群落结构，揭示了深海鱼类适应极端环境的多种机制。例如，发现大多数生活在3000米以下的深海鱼类的rtf1基因中存在一个高度保守的趋同突变，体外实验表明，这种突变可以提高转录效率，这可能是深海环境中的一种有利适应。研究团队还挑战了之前关于TMAO含量与深度呈线性相关的假设。虽然在0至6000米水深之间，鱼类的TMAO水平确实会随着深度的增加而上升，但在超过6000米的深度时，这种趋势不再延续。同时，研究团队检测到来自马里亚纳海沟的鱼类体内含有高浓度的多氯联苯（PCBs）等持久性有机污染物，表明这些合成污染物已经渗透到地球最深的海沟中。该研究不仅重塑了人类对深海生命极限的认知，还通过跨学科技术整合为极端环境生物学设立了新标杆。其成果为深海生态保护、生物医药（如高压适应基因的应用）及气候变化研究提供了关键科学依据。

文章5：环境筛选助力珊瑚适应高温、酸化与缺氧的极端栖息环境

• 期刊：Global Change Biology（IF:10.8）
• 发表时间：2025年
• 测序方法：全基因组测序
• 测序平台：DNBSEQ测序平台
• 研究概要：研究团队对来自Bouraké泻湖及其附近两个对照礁的珊瑚和光合共生体进行了测序分析，通过对珊瑚宿主和光合共生体在不同环境梯度下的基因变异和群落结构分析来研究珊瑚的适应性。研究发现，珊瑚的适应性不仅体现在与不同光合共生体的关联性上，还体现在宿主基因组的特定位点上。珊瑚能够灵活地与不同的光合共生体结合，以增强其在极端环境下的耐受性。该研究首次在自然生态系统中实证了珊瑚应对多重极端环境的快速进化能力，为珊瑚礁保护带来颠覆性启示：借助环境过滤筛选出的“适者”基因型，人类或可主动干预，加速珊瑚对气候变化的适应进程。这一发现不仅为珊瑚礁生态系统恢复注入希望，也为理解生物快速进化机制提供了经典案例。

华大智造DNBSEQ测序平台采用独特的DNBSEQ测序技术，具有高精度、低重复序列错误率（<0.1%）和低交叉污染风险的特点，尤其适用于复杂环境样本（如土壤、水体eDNA）的检测，可精准解析低丰度物种的遗传信息，并支持大规模样本平行测序，显著降低单位成本。此外，DNBSEQ测序技术对低质量/低浓度DNA的高兼容性及其相对较长的测序读长，能有效助力复杂微生物群落结构解析和动植物基因组组装，成为环境与生物多样性研究的核心技术支撑。

近日，华大智造的环境DNA宏条形码测序组合产品全面升级：新增全自动便携式环境DNA采样器，可满足户外快速采样需求，真正实现从采样到报告的一站式产品方案；开发了ATOPlex 16SV4 rDNA 建库试剂，搭配DNBSEQ-E25测序仪，可在海上稳定快速地产出精准数据；还升级了MetaSIS分析软件，支持自定义引物序列和定制数据库。

华大智造的环境DNA宏条形码测序组合产品（全面升级版）

秉承着“创新智造引领生命科技”的理念，华大智造将持续推进产品迭代更新，为生物多样性监测、濒危物种监测及入侵物种预警提供更多高效经济的工具。

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