overvåking og bestandsestimeringer av arter som salamander og fisk

(1)

Bruk av miljø-DNA til kartlegging, overvåking og bestandsestimeringer av arter som salamander og fisk

Annette Taugbøl NINA Lillehammer

[email protected]

(2)

Hva er miljø-DNA og

hvorfor kan dette være en gunstig overvåkningsmetode?

slim, celler, urin, avføring m.m.

(3)

Liten negativ effekt

på dyrene av innsamling

Tidsbesparende, ikke væravhengig Kan få ut mye informasjon tidlig

(4)

Liten negativ effekt

på dyrene av innsamling Tidsbesparende

Kan få ut mye informasjon tidlig

Tidkrevende, få arter Kunnskapskrevende

Tidsbesparende, ikke væravhengig

(5)

Utfordringer med miljø-DNA

Falske positiver: kontaminering, lang levetid, u-spesifikke primere (korte) u-spesifikk identifisering, flytting av arter via predatorer

(6)

Salamanderdam

Miljø-DNA Storsalamander 9

Falske positiver: kontaminering, lang levetid, u-spesifikke primere (korte) Falske negativer: innsamlingsmetode/for få PCR- runder/ lab-metode Falske negativer: innsamlingsmetode/for få PCR- runder/ lab-metode/

referanse bibliotek

(7)

Falske positiver: kontaminering, lang levetid, u-spesifikke primere (korte) Falske negativer: innsamlingsmetode/for få PCR- runder/ lab-metode/

referanse bibliotek

Biomasse/ antall individer: ofte upresist, ulik lekkasje for hver art?

(8)

Implikasjoner med:

Falske positiver: Eventuell bruk av unødvendige midler til habitat-tiltak

Falske negativer: Ingen forebyggende tiltak, lokaliteten blir ikke inkludert i videre oppfølging, fremmede arter blir (eventuelt) oppdaget senere og kan da gi høyere konsekvenser

(9)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Hvordan hente ut informasjonen fra prøven?

(10)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Metabarcoding:

Samler inn prøven Ekstraherer DNA

PCR med universale

Primere Amfibieprimere

Fiskeprimerer etc

Nex-gen

sekvensering Sammenligning mot KJENTE databaser

(11)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Metabarcoding:

Samler inn prøven Ekstraherer DNA

PCR med universale

Primere

Nex-gen

Utfordringer: DATAMENGDE! bioinformatikk, feil i genbank og uregistrerte DNA koder

(12)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Metabarcoding:

Samler inn prøven Ekstraherer DNA

PCR med Universale/

spesifikke primere

Nex-gen

DNA barcoding:

Sanger sekvenserer

etter ønsket art Deteksjon av art!

(13)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Metabarcoding:

Samler inn prøven PCR med

Universale/

spesifikke primere

Nex-gen

DNA barcoding:

Sanger sekvenserer etter ønsket art

ddPCR:

Ekstraherer DNA

PCR med kjente primere

Konsentrasjon OG deteksjon

(14)

Bruk av miljø-DNA til deteksjon/ kartlegging:

Metabarcoding: gir kun kvantifisering av forholdet mellom artene i prøven DNA barcoding: gir deteksjon av art

ddPCR: gir deteksjon av art og absolutt mengde DNA pr Liter vann

(15)

Erfaringer med miljø-DNA og fisk

Eksempel fra Glomma og 0.5 liter filtrert vann:

(16)

Kun miljø-DNA

Begge metoder

Kun elfiske?

(17)

Begge artene mangler markører

Miljø-DNA fanger opp 15 av 17 arter

(18)

Gjennomsnittlig

Fra 2009-2011 0.5 L saltvann i 2011...

Typiske resultater også fra andre studier:

(19)

Hvor i en innsjø skal man ta en prøve?

(20)

Eksempel:

(21)

Innsjø med mye sik

Hvor langt ned i elven

«lekker» sik-DNAet fra innsjøen?

(22)

Brasme Gjedde Hork Mort Abbor Gullbust Harr Laue Elvenioye worret Sik Laks Lake Karpe Nipigg Steinsmett vederbuk eDNA

051015202530

% fisket

520

Resultater fra Glomma:

Miljø-DNA fra to punktprøver

Antall

(23)

Repeterbarhet mellom enkelt-prøver

(24)

123456

DNA konsentrasjon

1 2 3

123456

Valstad

123456

Total for dam

123456

DNA konsentrasjon

1 2 3

123456

Valstad

123456

Total for dam

0.20.40.60.81.0

DNA konsentrasjon

1 2 3

0.20.40.60.81.0

Grette

0.20.40.60.81.0

Total for dam

0.20.40.60.81.0

DNA konsentrasjon

1 2 3

0.20.40.60.81.0

Grette

0.20.40.60.81.0

Total for dam

Repeterbarhet mellom enkelt-prøver

Hver punktprøve er kjørt i tre ulike PCRer i labb

(25)

123456

DNA konsentrasjon

1 2 3

123456

Valstad

123456

Total for dam

123456

DNA konsentrasjon

1 2 3

123456

Valstad

123456

Total for dam

0.20.40.60.81.0

DNA konsentrasjon

1 2 3

0.20.40.60.81.0

Grette

0.20.40.60.81.0

Total for dam

0.20.40.60.81.0

DNA konsentrasjon

1 2 3

0.20.40.60.81.0

Grette

0.20.40.60.81.0

Total for dam

Repeterbarhet mellom enkelt-prøver

Høy varians mellom

Replikatene fra samme prøve

(26)

forbedret prøvetakning av salamanderdammer:

(27)

Resultater: Variasjon mellom prøver og blandekanner

0200004000060000

Lier

Småsalamander

0e+004e+048e+04 1 2 _1 _1 _2 _1 1 1 1 2 1 2 _1 _2 1 _1 _2 _1 _2 _1 _1 _2 1 2 1 _1 Storsalamander

(28)

Eksempler av annet bruk av miljø-DNA:

Tidlig påvisning av fremmede arter Individuelle økosystem...

(29)

Bruk av miljø-DNA til mengde/bestandsestimering:

Typisk variable resultater - Art og aktivitet

- Bakteriell aktivitet/ nedbryting - Temperatur

- pH

- Konduktivitet

- Organisk materiale

- vanntype; rennende, stille vann etc.

(30)

Eksempel fisk bymarka:

(31)

www.nina.no

Resultater: sammenligninger mellom fangstdata (CPUE) og miljø-DNA

Småsalamander Storsalamander

0.00.40.8

Akershus

Bels Fjo Gard Horg KnarO KnarV LilN Otta RanN RanS RoeG Solb Tok wOgle wOsto

0.00.20.40.60.8

Lier

Bra Funn Gre Grur Haug Hols Kitt Kors Lah NedS RonnM Val Viv Vren wOstab

050000150000

Dam Akershus

Dna kopier per liter Bels Fjo Gard Horg KnarO KnarV LilN Otta RanN RanS RoeG Solb Tok wOgle wOsto

4000080000

opier per liter

CPUE

Miljø-DNA

(32)

Resultater: sammenligninger mellom fangstdata (CPUE) og miljø-DNA

0.00.40.8

Akershus

0.00.20.40.60.8

Lier

050000150000

Dam Akershus

Dna kopier per liter Bels Fjo Gard Horg KnarO KnarV LilN Otta RanN RanS RoeG Solb Tok wOgle wOsto

80000

r liter

CPUE

Miljø-DNA Akershus

(33)

Resultater: sammenligninger mellom miljø-DNA og fangstdata (CPUE)

0.00.40.8

Akershus

0.00.20.40.60.8

Lier

04000080000

Dna kopier per liter ra nn re rur ug ols itt ors ah dS nM al Viv n tab

CPUE

Miljø- DNA

Lier

(34)

Det må mer metodeutprøving til...

Storsalamanderen er bland annet dobbelt så stor som småsalamanderen....

Ulik DNA lekkasje?

Ulik adferd mhp aktivitetsmønster?

(35)

Flere resultater m.m:

(36)