Air Ednaの航空機調査：空の生物多様性の調査

空気は、バイオエアロゾルで運ばれる環境DNA（EDNA）の分散のための媒体ですが、大気はほとんどすべての生命の領域を含む遺伝物質の源として未開拓です。この研究では、空気中の核酸捕獲用の堅牢で滅菌可能なハードウェアシステムを設計および展開し、定量化可能な制御可能な空気と高積分チャンバーの積極的なろ過を特徴として、サンプルを損失または汚染から保護しました。主要なエアロゾル化源を越えて複数の高さトランセクトを渡って航空機にハードウェアシステムを使用して、エドナを収集し、バクテリア、植物、脊椎動物を標的とする複数のDNAメタバルコードマーカーを使用してハイスループットアンプリコンシーケンスと相まって、大規模な遺伝的存在の仮説をテストしています。これらのバイオエアロゾルのうち、対流圏下部の惑星境界層全体。ここでは、飛行機に取り付けられたハードウェアシステムを使用して最大2,500 mまで発明された多税DNA集合が、調査エリアの主要なエアロゾル化源を反映しており、以前に報告されていない空中型種の検出（すなわち、アリウム飽和L）を示していることを実証します。また、軽航空機と限られた資源を使用して、遺伝物質とエアロアレルゲンの大気サンプリング用に標準化された空中調査飛行グリッドを開拓します。我々の結果は、陸生菌、植物、脊椎動物のエドナが、空中空気サンプラーを使用して高高度まで検出可能であり、監視キャンペーンにおける光航空機の有用性を示していることを示しています。ただし、私たちの研究では、空気柱の種、特に真核生物のマーカーの選択と参照データベースの改善の必要性も強調しています。総合すると、地上レベルのエアロゾル化源と大気からの地上で関連したEDNAの強力な接続性または混合が明らかになり、リフティング作用、大気不安定性、および対流の可能性を考慮したパラメーターとインデックスを、将来の調査で将来の調査で組み込むことをお勧めします。。全体として、この作業は、大規模なバイオエアロゾルの排出と影響を包括的かつ経済的に在庫するための光航空機キャンペーンの基盤を確立し、空中DNA技術の変革的な将来の機会を可能にします。

Air is a medium for dispersal of environmental DNA (eDNA) carried in bioaerosols, yet the atmosphere is mostly unexplored as a source of genetic material encompassing all domains of life. In this study, we designed and deployed a robust, sterilizable hardware system for airborne nucleic acid capture featuring active filtration of a quantifiable, controllable volume of air and a high-integrity chamber to protect the sample from loss or contamination. We used our hardware system on an aircraft across multiple height transects over major aerosolization sources to collect air eDNA, coupled with high-throughput amplicon sequencing using multiple DNA metabarcoding markers targeting bacteria, plants, and vertebrates to test the hypothesis of large-scale genetic presence of these bioaerosols throughout the planetary boundary layer in the lower troposphere. Here, we demonstrate that the multi-taxa DNA assemblages inventoried up to 2,500 m using our airplane-mounted hardware system are reflective of major aerosolization sources in the survey area and show previously unreported airborne species detections (i.e., Allium sativum L). We also pioneer an aerial survey flight grid standardized for atmospheric sampling of genetic material and aeroallergens using a light aircraft and limited resources. Our results show that air eDNA from terrestrial bacteria, plants, and vertebrates is detectable up to high altitude using our airborne air sampler and demonstrate the usefulness of light aircraft in monitoring campaigns. However, our work also underscores the need for improved marker choices and reference databases for species in the air column, particularly eukaryotes. Taken together, our findings reveal strong connectivity or mixing of terrestrial-associated eDNA from ground level aerosolization sources and the atmosphere, and we recommend that parameters and indices considering lifting action, atmospheric instability, and potential for convection be incorporated in future surveys for air eDNA. Overall, this work establishes a foundation for light aircraft campaigns to comprehensively and economically inventory bioaerosol emissions and impacts at scale, enabling transformative future opportunities in airborne DNA technology.