Variation in inhibitor effects on qPCR assays and Implications for eDNA surveys

Aquatic environmental DNA (eDNA) surveys are sometimes impacted by polymerase chain reaction (PCR) inhibitors. We tested varying concentrations of different inhibitors (humic, phytic, and tannic acids; crude leaf extracts) for impacts on quantitative PCR (qPCR) assays designed for eDNA surveys of bighead and silver carp (Hypophthalmichthys nobilis and Hypophthalmichthys molitrix). We also tested for inhibition by high concentrations of exogenous DNA, hypothesizing that DNA from increasingly closely related species would be increasingly inhibitory. All tested inhibitors impacted qPCR, though only at very high concentrations--likely a function, in part, of having used an inhibitor-resistant qPCR solution. Closer phylogenetic relatedness resulted in inhibition at lower exogenous DNA concentrations, but not at relatively close phylogenetic scales. Inhibition was also influenced by the qPCR reporter dye used. Importantly, different qPCR assays responded differently to the same inhibitor concentrations. Implications of these results are that the inclusion of more than one assay for the same target taxa in an eDNA survey may be an important countermeasure against false negatives and that internal positive controls may not, in the absence of efforts to maximize inhibition compatibility, provide useful information about the inhibition of an eDNA assay. Les inhibiteurs de la reaction en chaine par polymerase (RCP) ont parfois un impact sur les etudes reposant sur l'ADN environnemental (ADNe) aquatique. Nous avons verifie si differentes concentrations de differents inhibiteurs (acides humique, phytique et tannique et extraits bruts de feuilles) avaient une incidence sur des analyses quantitatives par RCP (RCPq) concues pour des etudes d'ADNe de carpes a grosse tete et l'argentees (Hypophthalmichthys nobilis et Hypophthalmichthys molitrix). Nous avons egalement verifie si de fortes concentrations d'ADN exogene avaient aussi un effet inhibant, postulant que de l'ADN d'especes de plus en plus etroitement apparentees serait de plus en plus inhibant. Tous les inhibiteurs examines avaient un impact sur la RCPq, mais seulement a de tres fortes concentrations, probablement du au fait, en partie, de l'utilisation d'une solution resistante aux inhibiteurs de la RCPq. Une parente phylogenetique plus etroite se traduisait par une inhibition a de plus faibles concentrations d'ADN exogene, mais pas a des echelles phylogenetiques relativement proches. L'inhibition etait aussi influencee par le colorant rapporteur utilise pour la RCPq. Fait important, differentes analyses par RCPq repondaient differemment aux memes concentrations d'inhibiteurs. Ces resultats indiqueraient que l'inclusion de plus d'une analyse pour les memes taxons cibles dans les etudes reposant sur l'ADNe pourrait etre une importante mesure pour eviter les faux negatifs, et que l'utilisation de temoins positifs internes, en l'absence d'efforts pour maximiser la compatibilite de l'inhibition, pourrait ne pas fournir d'information utile concernant l'inhibition dans une analyse d'ADNe. [Traduit par la Redaction]
Introduction Over the last several years, there has been a growing interest in the detection of plant and animal DNA in water samples (Ficetola et al. 2008; Dejean et al. [...]