FraGen：基于 eDNA 评估联邦水道中鱼类种群遗传破碎化的方法
水坝、堰和其他水利设施使河流破碎化，导致淡水生态系统的生物多样性丧失。这些障碍物限制鱼类洄游，减少基因流、加剧遗传隔离，削弱种群的长期恢复力。人们通常会修建鱼道来恢复连通性，但其效果一般用遥测或捕捞调查来评估，对遗传交流的信息很有限。传统的基于组织样本的遗传研究可以弥补这一不足，却具有侵入性、成本高，也难以用于大范围监测。
FraGen 的目标是开发并验证一套基于环境DNA（eDNA，即鱼类释放到水中的 DNA 痕迹）的非侵入式框架，用于评估德国联邦水道中本地关键鱼类的遗传多样性与种群破碎化。项目包含五个相互衔接的工作包：
- **目标物种。**依据生态重要性、遗传学可操作性以及是否适合开展受控实验来选择物种。
- **遗传标记。**利用来自组织样本的参考数据集，筛选并验证适用于 eDNA 群体遗传学的最佳标记（线粒体 DNA、微卫星和 SNP）。
- **受控实验。**用已知遗传组成的人工鱼类种群（室内水槽）检验：在不同物种、密度、年龄组、暴露时间和悬浮物条件下，eDNA 能否准确反映遗传变异。
- **野外验证。**对自由流动河段和受水坝调控的河段，比较同步采集的 eDNA 样本与组织样本。
- **连通性。**将观察到的遗传格局与历史破碎化数据关联，量化生态连通性。
项目实施后，FraGen 有望提供一个可扩展的框架，用于评价鱼道效果、监测遗传恢复，并为基于证据的水道管理提供支持。我们在项目早期以海报形式展示了概念设计，旨在讨论研究思路，并就 eDNA 群体遗传学在淡水保护中的应用交流经验。
BfG 项目团队：Shaolin Xu 博士、Sascha Krenek 博士、David Nijssen 博士、Saskia Schmidt、Christian Burberg 博士和 Nicole Scheifhacken 博士。项目负责人（PI）：Nicole Scheifhacken 博士和 Sascha Krenek 博士。我在 U4 部门参与该项目。