在刚刚落幕的全国两会“部长通道”上，生态环境部部长黄润秋手持一块环境DNA测序芯片，向中外记者生动展示了长江大保护的生态成效——仅凭一瓶江水，便能精准捕捉江豚、胭脂鱼等珍稀物种的踪迹。这项能对长江“摸底”的前沿技术，迅速引发广泛关注。而这枚 “神奇芯片” 的底层科技支撑，正是中国科学院水生生物研究所科研团队的多年深耕。

从构建全国规模最大的水生生物环境 DNA 数据库，到研发适配野外多样生境的自动化采样装备；从打造全流程标准化监测体系，到向基层输送专业监测能力，水生所始终立足国家生态安全战略需求，在环境DNA技术的标准化、装备化与智能化道路上稳步前行，为水生态保护与治理筑牢科技根基。《科技日报》等央媒更是专门揭秘，点赞水生所这一核心技术突破，破解了水生生物监测的行业痛点。

01 数据筑基

打造全国最强水生生物eDNA“核心字典”

测序芯片要实现对特定鱼类、底栖动物的精准识别，完善且权威的参考基因库是核心关键。水生所依托国家水生生物种质资源库、标本馆与数智中心资源，并结合牵头实施的“万种鱼基因组计划”和“万种原生生物基因组计划”积累的海量数据基础，前瞻性地构建了目前全国规模最大、信息最全的水生生物环境DNA数据库——AeDNA数据库（http://aedna.ihb.ac.cn/）。

该数据库整合了海量本土水生生物“种质-标本-图片-DNA条形码”四维一体数据，不仅为各类前端测序芯片和检测试剂盒的研发提供了“核心字典”，也为全国生物多样性评估、水环境精准治理与生态风险预警奠定了数据基石。

不仅如此，面对常态化监测带来的指数级数据增长，水生所开发了高通量水生生物条形码构建技术及多营养级水生生物协同监测技术；在此基础上，团队正积极推进深度学习模型、微流控芯片与环境DNA监测技术的交叉融合，全面升级环境DNA智能化监测的底层逻辑，革新传统环境DNA的作业流程，推动水生生物普查向高通量、规模化迈进。

02 设备创新

迷你型富集设备破解野外采样痛点

有了强大的后端数据支撑，如何获取高质量、标准化的前端野外样本，是约束大尺度水生态监测的另一大痛点。

水生所再次突破技术瓶颈，新研发的迷你型环境DNA富集设备登上央视《开讲啦》，何舜平院士向全国观众展示了水生态监测的“硬核科技”。在长江武汉段的外景环节，该小型化设备彻底改变了传统的繁重模式：科研人员在江畔即可迅速完成水样的大体积处理与高浓度的DNA富集，大幅降低了靶标DNA片段在运输过程中的降解风险和环境交叉污染概率，为基层监测站开展大规模、标准化采样提供了极具操作性的新方案。

03技术突破

一体化装备构筑自主知识产权堡垒

面对我国广袤且复杂多样的内陆水体环境（如高流速的急流溪流、浅水沼泽、深水湖库等），单一的采样手段往往难以保证捕获效率的普适性。为此，何舜平院士团队持续攻坚，成功研发了多功能的三模式环境DNA采样设备（Tri-Mode eDNA Sampler）等自动化装备。该设备能够方便用户根据实际生境的情况，灵活切换不同的使用模式进行采样，配合专用耗材可实现“采样-富集-保存“一体化的操作流程，显著提升了野外样本采集的可重复性与科学性。

在提升采样适配性的同时，针对野外样本“富集难、易降解、易污染”的问题，团队进一步创新研发了一体式自干燥滤器耗材。该核心耗材按照“一体更换、可开启、低堵塞”的设计导向，采用了团队自研的自锁式密封圈与多层滤膜的一体化封装结构，从物理层面避免了环境DNA样本的交叉污染。此外，团队对滤膜层数与孔径梯度进行了科学的优化预设，实现了复杂水体中eDNA的高效拦截，不仅能够获得高浓度的DNA富集，其配套的自干燥机制更大幅延长了DNA样本的有效保存时间。

这一系列“采样-富集-保存”一体化的原创硬件成果，已构筑了坚实的技术壁垒，目前已获得多项国家发明专利授权（专利号：ZL 2022 1 1502285.X；专利号：ZL 2023 1 1217311.9等）。同时，围绕该设备及eDNA监测技术标准化的相关方法学探讨与实证研究，已先后在SCIENCE CHINA Life Sciences等领域内专业学术期刊发表。这些从自主知识产权硬件研制到底层理论验证的闭环成果，为国家水生态监测标准体系的制定提供了坚实的学术与装备支撑。

04 赋能基层

技术下沉培育水生态监测生力军

水生态监测网络的全面铺开，离不开高素质的基层专业人才队伍。为切实提升长江流域各级单位的实际监测能力，作为行业技术引领者，水生所积极发挥平台与技术溢出效应，精心承办“水生态监测技能强化培训班”——环境DNA专题培训，将先进技术向基层一线下沉。

培训紧密贴合长江大保护与国家水生态考核的实战需求，由水生所专家团队为一线环保与科研工作者，系统讲授了从eDNA理论基础、野外规范化采样、建库测序到生信数据分析的全流程标准化操作。通过“授人以渔”的专业培训，水生所正将先进的监测技术转化为基层一线的常态化工作能力，为国家水生态监管和保护事业源源不断地输送专业力量，让环境 DNA 技术真正成为基层守护水生态的 “实用利器”。

从两会“部长通道”上的技术展示，到《科技日报》与央视镜头的深度聚焦；从海量数据的底层构建，到野外原位监测的自动化装备研发，再到全链条技术的基层落地。水生所始终以科技之力赋能水生态保护。未来，在农业农村部长江流域管理办公室等支持下，水生所将继续与全国生态环境、水利水文、水产渔业等领域同仁深化协同合作，以硬核科技守护绿水青山，为国家水生态安全保驾护航。

来源：中国科学院水生生物研究所