DNA-streckkodning av marina växtplankton

Projektbeskrivning

Medverkande institutioner

Projektet genomförs av ett team av forskare från Umeå universitet, KTH och SMHI, med komplementär kompetens inom planktonekologi, miljöövervakning, molekylärbiologi och bioinformatik.

• Umeå universitet, Institutionen för Ekologi, miljö och geovetenskap
• KTH, SciLifeLab
• SMHI
• Umeå universitet, Umeå marina forskningscentrum

Referensgrupp

Professor Bente Edvardsen, Oslo universitet, Norge
Dr Uwe John, Alfred Wegener Institute, Bremerhaven , Tyskland
Dr Elisabeth Sahlsten, Havs- och vattenmyndigheten, Sverige
Miljöekolog Anna Dimming, länsstyrelsen Västra Götaland, Sverige

Projektets bakgrund, plan och mål

Att analysera växtplankton är både tidskrävande och kräver personal med hög kompetens. Metoden har också begränsningar – exempelvis kan inte de allra minska cellerna identifieras med hjälp av mikroskopanalys. Därför har DNA-analys diskuterats som ett komplement till mikroskopanalyserna, eller för att delvis ersätta den tidskrävande mikroskoperingen. DNA-analys förväntas kunna bli en relativt exakt och reproducerbar metod, men har också begränsningar. För att kunna användas inom miljöövervakningen krävs att metoden utvärderas, och att jämförelser görs mellan DNA- och mikroskopanalys.

Växtplankton med nyckelroll

Att noggrant följa utvecklingen av växtplanktonsamhällena i havet är en viktig del av miljöövervakningen. Växtplankton utgör grunden för marina näringsvävar, och har en nyckelroll i globala biogeokemiska cykler. Förändringar i växtplanktonsamhällenas sammansättning och förändrad förekomst av skadliga alger ger signaler om miljöproblem och klimatförändringar.

Utvärdering av sekvensering

Projektets huvudsyfte är att utvärdera högkvalitativ sekvensering (DNA-analys) som ett verktyg för att undersöka mångfalden av växtplankton i haven runt om i Sverige, med särskild inriktning på icke-inhemska arter och skadliga alger. Undersökningen kommer att göras på vattenprover som samlas in inom det svenska marina övervakningsprogrammet, vilket täcker alla större havsområden kring Sverige.

Karta över provtagningsstationer inom projektet DNA-streckkodning av växtplankton.Genom att använda data från den nationella miljöövervakningen kommer en stor mängd data från alla större havsområden runt Sverige att finnas tillgängliga för projektet. Illustration: Bengt Karlson/SMHI.

Bild

Projektets mål är att göra en heltäckande jämförelse mellan DNA- och mikroskopianalys av växtplankton. Vi kommer att:

• optimera provtagning och provbehandling och upprätta standardprotokoll
  
  
• utveckla och utvärdera en förbättrad metod för att identifiera växtplankton baserat på sekvensering av en längre region av rRNA-operon
  
  
• harmonisera referensdata i DNA-databaser med traditionella taxonomiska klassificeringar.

Publikationer

Andersson, A., Karlson, B., Andersson, A.F., Torstensson, A., Brugel, S., Latz, M.AC., Jurdzinski, K.T., Hedblom, M., Lycken, J., Lindh, M. (2024)
DNA-streckkodning av marina växtplankton - ett nytt verktyg i miljöövervakningen. Naturvårdsverket rapport 978-91-620-7143-1.

Andersson A, Zhao L, Brugel S, Figueroa D, Huseby S (2023) Metabarcoding vs Microscopy: Comparison of Methods To Monitor Phytoplankton Communities. ACS ES&T Water 3, 2671−2680.

Latz, Meike A. C.; Andersson, Agneta; Brugel, Sonia; et al. (2024)
A comprehensive dataset on spatiotemporal variation of microbial plankton communities in the Baltic Sea. Scientific Data, Springer Nature 2024, Vol. 11, (1).

Populärvetenskap

Släktforskning i planktonsoppan. Havsutsikt 1/2020. Författare: Anders Andersson.

DNA-streckkodning kompletterar traditionell planktonanalys. Sveriges vattenmiljö 2020.