这是一项藏在粪便中的“破案”技术，能从大熊猫的便便里抽取出完整的DNA密码本，确认野生大熊猫的身份及踪迹。今天，我们就来聊聊这项神奇的技术。

先看一个真实案例：DNA确定身份，找回放归三年的“小核桃”

在展开技术细节之前，我们先来看一个精彩的真实案例。2018年12月，中国大熊猫保护研究中心的大熊猫“琴心”和“小核桃”在都江堰市龙溪-虹口国家级自然保护区被放归大自然，这是史上首次在成都和岷山山系放归人工圈养繁育的大熊猫。

三年后的2021年11月，都江堰市国有林场在野外监测工作中，通过红外相机拍摄到了野生大熊猫的宝贵影像。经专家仔细辨认，疑似是2018年放归的个体。为了确认这头大熊猫的身份，中国大熊猫保护研究中心派出专家团队前往现场勘验，在海拔1346米安放红外相机点位附近，发现了大熊猫食竹和卧穴的痕迹，并采集了粪便样品做进一步检测。

接下来就轮到DNA技术登场了——通过从粪便中提取DNA，采取非损伤性取样的DNA个体识别法，经过比对，科研人员最终确定这只5岁多的雌性大熊猫正是2018年放归的“小核桃”。

专家们非常激动。从拍摄到的影像片段上看，这只大熊猫体态圆润、活力和精神状态正常，说明其在野外生存状况良好。当DNA结果证实确实是‘小核桃’后，说明对’小核桃”的两年野化培训是成功的。

值得一提的是，截至2022年1月，中国大熊猫保护研究中心已野化培训并放归了11只圈养大熊猫，在野外存活9只，“小核桃”便是其中之一。 

为什么要从粪便中提取DNA？

你可能会问：为什么不直接用血液提取DNA，而要费这么大劲研究粪便？答案是——非损伤性取样的必要性。

大熊猫是濒危物种，种群数量少、分布狭窄、遗传多样性贫乏，还面临着近亲繁殖和生殖能力差等问题。获取血液样本需要捕捉或麻醉大熊猫，这对本就脆弱的种群会造成额外的干扰和风险。因此，科研人员开发出了一套“非损伤性基因取样”技术——在不捕获、不触及动物的情况下，通过收集粪便、毛发、脱落羽毛、食物残渣等样品来获取DNA。

粪便是最好的非损伤性样品之一。 大熊猫每天都要吃大量竹子，排便频繁，粪便样品相对容易在野外采集。通过从粪便表面的肠道脱落细胞中提取DNA，科研人员可以开展种群数量调查、遗传多样性评估、亲缘关系鉴定等一系列研究。

粪便DNA提取的“三大难题”

不过，从粪便中提取DNA并不是一件容易的事。粪便样品里存在三大难题：

第一，抑制物多。 粪便中含有大量PCR扩增的抑制物（比如胆红素、胆汁盐、腐殖酸等），这些物质会严重干扰后续的PCR反应，导致扩增失败或结果不准确。

第二，DNA易降解。 大熊猫粪便在野外环境中暴露，受到阳光、湿度和微生物的作用，DNA很容易降解成小片段，难以获得完整的基因组信息。

第三，背景DNA干扰。 粪便中除了大熊猫自身的DNA，还有大量肠道微生物和食物来源（竹子）的DNA，如何特异性地提取目标动物的DNA也是一大挑战。

新百基粪便DNA提取试剂盒（M2008），采用自主研发的缓冲液体系和磁珠，搭配标准化的操作流程，能有效解决上述问题，提取纯化的DNA产物能直接应用于后续PCR。

试剂盒应用：从大熊猫粪便中提取DNA

样本：大熊猫粪便

实验流程：向样本中加入裂解液后，按照试剂盒操作流程提取DNA

实验结果：

H12、H13、H14：食用竹笋熊猫粪便样本

H15、H18、H25：食用竹叶熊猫粪便样本

提取出来的DNA能做什么？

从粪便中提取出来的DNA，可以用于多种研究目的，以下是几个主要的应用方向：

① 个体识别与种群数量调查。 通过微卫星DNA标记分析，可以像人类指纹一样建立起大熊猫的“DNA身份证”。在不同时间、不同地点采集的粪便样品，如果显示出相同的DNA指纹图谱，就证明来自同一只大熊猫，从而估算出种群中个体的大致数量。

② 亲子鉴定与遗传管理。 大熊猫有一种特殊的婚配方式——多雄配多雌。一只雌性大熊猫可以与多个雄性大熊猫进行交配，交配之后问题就来了：不知道谁是亲生父亲。经过十几年的努力，科研人员开发出了可靠的DNA分子标记技术，能够把大熊猫的真实父亲找出来。截至2021年，已经对超过130只大熊猫完成了亲子鉴定，这些鉴定结果已经进入大熊猫的国际谱系，用于实施科学的遗传管理。同时，可为大熊猫都建立“家谱”，指导繁育配种，避免近亲繁殖，保护大熊猫的遗传多样性。

③ 性别鉴定。利用性别鉴定引物，能够在粪便DNA中稳定地扩增出性别特异性片段，准确鉴定出大熊猫的性别。

从一坨不起眼的粪便中，抽取出大熊猫的生命密码，它让我们能够在不打扰大熊猫的情况下，了解它们的种群数量、性别比例、亲缘关系和遗传多样性；

这项技术体系的建立，不仅促进了大熊猫保护遗传学的研究，也为其他野生动物的保护遗传学研究提供了良好的技术借鉴。

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