Identificeren van eDNA t.b.v. inzicht in aquatische biodiversiteit

Wereldwijd staat het behoud van biodiversiteit hoog op de (politieke) agenda’s. Zowel op Europees niveau (zie: EU biodiversity strategy to 2020) als op mondiaal niveau (VN: Convention on biological diversity) is dit een thema wat hoge prioriteit heeft. Binnen Nederland en Europa heeft dat geleid tot de nodige wet- en regelgeving waarvoor het van belang is om die biodiversiteit met regelmaat te monitoren. Dergelijke monitoring vergt specialistische kennis en kunde en wordt veelal uitgevoerd door middel van het vangen van doelorganismen. Monitoringsprogramma’s zijn over het algemeen omvangrijk en daarmee duur. Het vinden van een snelle alternatieve monitoringsaanpak is dan ook wenselijk. Bovendien kunnen met de huidige inventarisatiemethoden de minder vaak voorkomende (zeldzame) organismen gemist worden. De biodiversiteit wordt zodoende onderschat of er kan onterecht habitat van organismen verstoord worden. DNA technieken kunnen een alternatief bieden voor reguliere monitoringstechnieken.

Uitdaging

Het voornaamste doel van dit project was om te komen tot een aantoonbaar werkende alternatieve monitoringsmethodiek voor het inventariseren van aquatische biodiversiteit. Om een dergelijke methodiek te ontwikkelen werd gebruik gemaakt worden van generieke (e)DNA methoden om de aquatische biodiversiteit van doelsoorten te inventariseren. De toegepaste methoden zijn onder andere meta barcoding en next generation sequencing. Doelsoorten waarop dit onderzoek zich richtte zijn groepen macrofauna en macroflora zoals die genoemd worden in de Kader Richtlijn Water.

Oplossing

De vertaling van (e)DNA naar de waterbeheerpraktijk is het uiteindelijke resultaat.

De  resultaten van het project zijn:

• DNA barcodes van zowel goed geïdentificeerde collecties uit Naturalis Biodiversity Center als van nieuw verzameld materiaal, met eerste prioriteit op macrofauna en –flora;
• Geoptimaliseerde primersets (=DNA tools) voor metabarcodinganalyse van de geprioriteerde macrofaunagroepen;
• Ontwikkelde en onder veldomstandigheden gevalideerde specifieke eDNA methoden voor een aantal doelsoorten binnen de geprioriteerde macrofaunagroepen en waterplanten, die van belang zijn in Europese wet- en regelgeving;
• Handreiking interpretatie DNA gegevens in huidige wet- en regelgeving. Het screenen van oppervlaktewater leidt tot nieuw inzichten met betrekking tot de soortsamenstelling van tal van organismen.

Het project startte in 2014 en in 2016 afgerond. Binnen het project zijn met betrekking tot het verzamelen van ontbrekende soorten stappen gezet, er is een aantal ontbrekende soorten aan de lijst toegevoegd, de lijsten zijn nog niet volledig. Bij KWR Watercycle Research Institute zijn enkele doelorganismen aangeleverd en zijn  eDNA primers getest. Voor de soort Myriophyllum heeft Naturalis speciale primers ontworpen voor Sanger sequencing van museumcollecties. De door Koeman en Bijkerk verzamelde watermonsters werdenin het lab van KWR verwerkt. De voorbewerkte monsters werdenvervolgens naar Baseclear getransporteerd voor de NGS analyse. De resultaten zijn door Baseclear samen met Naturalis geïnterpreteerd en hebben geleid tot fraaie soortenlijsten, die deels overeenstemming vertoonde met soortenlijsten zoals die op basis van bestaande technieken opgesteld werden. Op genus niveau waren overeenstemmingen tussen lijsten helderder. Een studie van  RoyalHaskoningDHV liet zien dat KWR scores op basis van geslachten niet leidt tot grote afwijkingen ten opzichte van KWR scores zoals die opgesteld worden op basis van soorten.