向日葵海星（Pycnopodia helianthoides）在2013年至2017年间，由于毁灭性的由Vibrio pectenicida FHCF-3驱动的海星萎缩病（sea star wasting disease, SSWD）大流行，在其整个分布范围内经历了灾难性种群衰退，且几乎没有出现种群恢复的迹象。该顶级捕食者在其分布范围的广大区域内发生功能性灭绝，这使得识别并追踪残存完整种群成为迫切需求。
环境DNA（eDNA）方法为监测海洋物种的出现情况，以及在某些情况下的丰度，提供了一种简便、成本效益高且非破坏性的手段，并且在灵敏度、速度和成本方面始终优于视觉出现监测工作。在本研究中，我们设计、开发并验证了一种针对P. helianthoides的特异性eDNA检测方法，以利用定量PCR和数字液滴PCR两种方法识别避难所种群。首先，我们构建了迄今为止最全面的海星线粒体基因组参考数据库（n=93个分类单元，其中n=15为新增）。
随后，我们使用unikseq和Geneious生物信息学软件识别出独特的nad5基因区域，并设计了一种基于水解探针的高特异性PCR检测方法。我们通过实验室、中尺度控制生态系统以及野外测试验证了该方法的性能，证明其具有高度特异性和灵敏性。在加拿大不列颠哥伦比亚省各区域应用这一新检测方法的野外研究中，我们发现P. helianthoides eDNA浓度与生物量密度之间呈正相关，尤其是在适当考虑时空整合尺度时（R2=0.67）。
该eDNA检测方法为监测向日葵海星提供了一种快速且可扩展的工具，而该物种已被提议依据1973年《美国濒危物种法案》列为受威胁物种。如此处所提出的分子工具，不仅可通过识别和监测残存野生种群来加强管理与恢复工作，还可通过帮助评估重新引入工作后种群水平的响应与恢复情况，进一步促进保护成效。
作者声明不存在竞争性利益。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.07.723600v1?rss=1
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