全国首个由中学生开展的蝴蝶条形码项目在冷泉港完成
发布时间:2018-12-19

12月17日,经过为期2个多月的项目性课题研究,来自苏州市南环实验中学校的17位初中生在冷泉港亚洲DNA学习中心及学校老师的共同指导下,圆满完成蝴蝶条形码项目。这也是全国首个由中学生开展的将DNA条形码技术用于蝴蝶监测的案例。

蝴蝶是国际上公认的生物多样性监测指示物种。现任苏州市生物学会副秘书长、苏州市南环实验中学校吴小岚老师是江苏省蝴蝶监测苏州站的负责人,多年来一直致力于苏州蝴蝶的义务监测及推广工作,2011年开始推广蝴蝶监测进校园,带领学生进行苏州蝴蝶监测,定期观测并且记录蝴蝶的数量、种类等活动情况。吴小岚老师还基于以往的经验,归类整理了苏州经常出现的蝴蝶信息并编撰成册,以便于监测工作中学生识别蝴蝶。

虽然有了参考书,同学们在进行蝴蝶分类和鉴别时仍旧遇到了不少困难,比如形态特别相似的蝴蝶无法区分,蝴蝶样本不完整也无法辨别。

“传统分类学方法是根据宏观特征来进行分类。当我了解到DNA条形码技术时,我觉得这项技术可以让蝴蝶分类及鉴定更规范、更科学。”作为冷泉港亚洲DNA学习中心的首批“未来教师培养计划”的受训教师,吴小岚在学习过程中一直思考着如何将最前沿的生命科学知识和实验技术带给学生。

在冷泉港亚洲DNA学习中心等多家单位的共同努力下,今年10月初,由学习中心教学总监Jessica和王心悦老师带领,蝴蝶条形码项目正式启动,来自南环实验中学校的吴小岚老师和17位学生全程参与项目。学生们将之前收集到的蝴蝶标本全部贡献出来进行科学研究。通过DNA提取、PCR、凝胶电泳等技术,成功获得了17个蝴蝶样本的条带,再使用DNA subway分析测序成功的样本,建立系统发育树,其中3个青凤蝶样本在“树”上处于同一支,证实了它们之间的亲缘关系,大家还在数据库NCBI里自主查找出了所有的蝴蝶条形码区域序列。

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冷泉港亚洲DNA学习中心王心悦老师指导学生进行蝴蝶样本分析

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学生学习凝胶电泳技术

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学生在数据库里查找蝴蝶条形码区域序列

 

“DNA条形码技术可以鉴定处于生命周期任何阶段的蝴蝶,还可以分析蝴蝶的亲缘关系,即使样本不完整,也能完成鉴定。”张小雨是项目组的一员,她所在的小组负责的样本正好囊括了蝴蝶的不同阶段,有卵、幼虫、蛹还有成虫,“在提取成虫DNA时,我们只用到了样本的一部分就能得出了序列,卵最终没有得出序列,但另外两个样本还是很成功的。”马翔翔所在的四人小组成功完成了幼虫的测序,经过分析得知是斐豹蛱蝶。

12月17日是项目成果展示日。17位学生分工合作完成了整个项目的展示海报,马翔翔所在的小组在总结与讨论的海报中写道,“第8个样本BLAST得到的结果是衣蛾,但经过专家鉴定,其实应该是东方豆粉蝶,在西方国家是斑缘豆粉蝶的亚种,在我国却是单独的物种,在今后的实验中,我想对这种蝴蝶做进一步研究。”

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学生展示小组海报

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 学生共同完成的海报

 

看着学生的研究成果,吴小岚老师甚感欣慰,“学习中心的DNA条形码技术为蝴蝶监测提供了更强有力的科学依据,学习中心老师的专业素养和严谨的科学精神给我们留下了深刻的印象,希望能将此课程普及给更多的学生。” 吴小岚表示。

学习中心教学总监Jessica更关注学生们是否收获了有趣的知识和科学的学习方法,她希望这个项目能对学生今后探索科学世界有所帮助。李琴