追踪昆虫足迹以提高作物恢复力并监测传粉媒介生物多样性

蜜蜂和其他昆虫每次造访植物时都会在植物上留下环境DNA的微小“足迹”，这为研究人员提供了一种追踪昆虫去过的地方的方法，并提供了如何帮助它们繁衍生息的线索。

一组研究人员，包括哥本哈根大学领导的威康桑格研究所，已将这些DNA足迹用作收集昆虫生物多样性信息的非侵入性方式，为如何促进授粉和保护昆虫生物多样性和农作物提供新的见解应对气候变化等威胁。

今天发表在EnvironmentalDNA上的这项新研究是首次将DNA足迹与视觉观察一起用于追踪访问作物的昆虫类型，帮助查看是否有任何害虫并提供鼓励有益昆虫的新方法。

例如，该团队发现了以前被低估的野生非蜜蜂传粉媒介的重要性，同时还发现了多种害虫物种。这些发现可以根据访问果园或作物的特定昆虫为新的管理策略提供信息。

这项研究是BEESPOKE项目的一部分，该项目是一系列合作伙伴之间的合作，包括来自北海地区六个国家的哥本哈根大学、政策制定者和研究机构。该项目的目的是开发新产品和新方法，以增加传粉昆虫的多样性和作物产量。

农作物需要蜜蜂和其他传粉者将花粉从一朵花转移到另一朵花，从而使植物产生种子和果实。

杀虫剂和气候变化导致传粉媒介减少等威胁会影响作物产量和质量，直接影响许多人的生计和总体粮食供应。

拥有一个生物多样性丰富的环境，拥有各种有益的传粉媒介，可以帮助保护作物免受这些威胁。因此，了解哪些昆虫正在访问作物、它们如何作为一个社区工作以及突出害虫种类对于告知管理技术非常重要。

目前，一个地区的昆虫群落是通过目视观察来追踪的。然而，观察者的存在可以改变昆虫的行为。目视观察也非常耗时，并且可能会错过某些昆虫种群，尤其是那些夜间活动的昆虫，因为大多数观察都是在光线充足的白天进行的。

蜜蜂和其他昆虫会留下DNA足迹，也称为环境DNA或eDNA，可以对其进行分析以揭示有关某个地区的昆虫访客类型的信息。

在这项新研究中，研究人员将使用这种遗传方法检测到的昆虫种类与丹麦四个苹果园的目视观察进行了比较，所有苹果园的宽度都在40米到100米之间——7到20行树。

eDNA是从苹果花中提取的，这是识别昆虫花访者足迹的重要一步。

这是第一项将DNA足迹的使用与视觉昆虫监测进行比较的研究，他们发现分析遗传足迹可以更全面地了解昆虫的生物多样性，并识别出更多的昆虫访客。

该团队还能够展示非蜜蜂昆虫作为传粉者的重要性，例如苍蝇(双翅目)。苍蝇的存在及其对苹果园授粉的影响以前被低估了。研究人员还强调了两种以苹果树为食的蛾子，它们会导致大量农作物损失。

“高水平的昆虫生物多样性保护环境免受某些威胁，因此有必要监测这些水平以确定是否以及何时需要干预。我们的研究表明，与视觉收集技术相比，eDNA增加了很多价值。这不是说视觉普查是不必要的，事实上，通过观察技术了解一个地区的昆虫可以提供被评估的特定社区的先验知识，使其成为一个有价值的补充工具，”该大学的第一作者NereaGamonal说哥本哈根，丹麦。

“我们的研究详细介绍了用于提取留在苹果花上的环境DNA的技术，我们希望它能鼓励在未来的研究中使用eDNA，”丹麦哥本哈根大学的实验室技术员兼作者DiddeHedegaardSørensen说。

“这项研究令人兴奋的是，它可以对农业系统产生直接的、真实的影响。我们研究中的结果和技术可用于为管理实践提供信息，例如所使用的害虫控制类型、果园设计、以及作物周围有哪些额外的花卉资源。

“在丹麦，我们与HortiAdvice和BEESPOKE项目合作伙伴的密切合作真正支持了这项工作。我们在四个农场播种了高度多样化的本地多年生花卉混合物。这些混合物可以支持传粉者，并且对苹果和植物中的传粉者有更多了解其他作物，我们可以开始为个别作物提供量身定制的花卉组合，并提高我们对周围景观对野生传粉者价值的了解，”哥本哈根大学的共同资深作者LeneSigsgaard教授说。

“我们的研究结果可以帮助农民管理他们的作物，以应对传粉媒介减少的日益严重的威胁。环境DNA可用于调查苹果园以外农业景观的生物多样性，使其成为一种快速、非侵入性的方式来获得更多关于世界的知识在我们周围。

“了解我们如何与环境合作，例如改善周围景观以吸引有益昆虫，可以帮助异花授粉并使作物对气候变化更具弹性。我们希望这项研究可以帮助我们的社会变得像环境友好一样可能，保护我们的生物多样性、食物来源和生计，”WellcomeSangerInstitute的共同资深作者PhysiliaChua博士说。