Utveckling av DNA-streckkodning kan förbättra övervakningen av bentiska kiselalger i Sverige, och leda till effektivare vattenförvaltning.
Syftet med denna projekt är att förbättra svensk vattenvård genom att utveckla en ny kostnadseffektiv metod (DNA-teknik) för rutinmässig användning i övervakning av sötvatten. Dessutom kommer projektet resultera i bättre kunskap om mikroorganismernas (kiselalger) biologiska mångfald och funktion. Denna nya kunskap kommer på sikt att förbättra vattenförvaltningen eftersom den ger inblick i ekosystemprocesser och ekosystemdynamik, vilket är essentiell när man vill analysera ekosystemtjänster (nyttan för människan).
Kiselalger, en grupp av alger med glashusväggar, dominerar ofta primärproduktion i akvatiska ekosystem, och är därmed viktiga i akvatiska födovävar. Kiselalger är även producenter av de livsviktiga fettsyror som sägs "lukta fisk", men istället är det nog fiskarna som "luktar kiselalger". Fastsittande kiselalger i sötvatten används rutinmässigt inom miljöövervakning som indikatorer av övergödning, förorening och surhet. Det är dock fortfarande en gåta varför det finns tusentals kiselalgsarter i sjöar och vattendrag, och vad alla dessa arter har för funktion i ekosystemet. Orsaken till dessa kunskapsluckor är främst att det är avancerat att identifiera en art. Man behöver specialiserade forskare med dyra mikroskop, dessutom är olika artbegrepp är i bruk. Ytterligare ett problem är att kiselalger vanligtvis undersöks som döda preparat för att kunna studera glasväggens struktur och inte som levande individer med koppling till miljön. Kunskapsluckorna i sin tur är ett problem när man sedan vill använda kiselalger för ekologiska studier eftersom man är tvungen att spekulera i arternas roll i sötvattnets ekosystem.
Vårt projekt kommer att utveckla en ny metod för identifiering av kiselalgsarter med hjälp av modern DNA-teknik och vi kommer ta fram bättre kundskap om arternas ekologi, dvs. deras nisch bestämd genom miljön och samspelet med andra arter. Ena projektetdelen är en utveckling av DNA-barcoding (streckkodning) som skiljer arter genom analys av kortare DNA sekvenser från utvalda områden i arvsmassan. Vi kommer att använda oss av så kallat DNA-metabarcoding, där DNA-barcoding genomförs för hela kiselalgssamhället med hjälp av nästa generations sekvensering (NGS). Den andra projektdelen är studien av miljön som kiselalgsarter ingår i och deras respons i form av tillväxt och anpassningar i växtsätt. Vi kommer även att undersöka om det finns kryptiska arter, dvs. arter som inte går att skilja med mikroskop, men som redan har utvecklat en unik genetisk uppsättning och möjligtvis en egen ekologisk nisch, vilket i så fall kan ge svar på varför vissa "arter" verkar förekomma under helt skilda ekologiska förutsättningar. Vi kommer vara först med att genomför en internationell studie för att testa DNA-metabarcoding på kiselalgsarternas utbredning och ekologiska roll över ett större geografisk område. Det slutliga resultatet av vårt projekt är en kostnadseffektiv och automatiserad lösning för storskaliga undersökningar inom miljöövervakningen.
Detta projekt är ett samarbete med INRA (Frankrike), NIVA (Norge), SYKE (Finland) & The Royal Botanic Garden Edinburgh (Storbritannien).
Prpkeltet samarbetar också med DNAqua-net - genomic tools for routine application of biomonitoring of European water bodies
Samarbete skedde också med Bonnie Bailets doktorandprojkentet "New methods improving freshwater conservation and management" som finansierades av Stiftelsen Oscar och Lili Lamms Minne. Bonnie Bailets avhandling kan läsas här: New methods for improving water management - Exploring the role of diatoms in ecosystems