Molekylære metoder for
miljøovervåkning
Jessica Louise Ray, Anders Lanzén, Katrine
Lekang, Eric Thompson, Aud Larsen,Thomas
Dahlgren, Christofer Troedsson
[Uni Research Miljø / Molecular Ecology Research Group]
1
Molecular Ecology Research Group
Christofer Troedsson
Group Leader
LOA 10/2016-09/2017
•
•
biologiske mangfold
Aud Larsen
Principle Researcher
Acting group leader
•
•
nye bioressurser fra havet
det marine mikrobielle
næringsnettet (MMFW)
trofiske interaksjoner
Jessica Louise Ray
Senior Researcher
Marc Frischer
Scientific Advisor
Skidaway Inst. Oceanogr.
Katrine Sandnes Skaar
Research technician
2
SAM-Marin
•
menneskelig utslipp og
miljøgifter
•
•
•
mikroplast
•
metodeutvikling for
miljøovervåkning
3
fiskesykdomsøkologi
dyphavsbiologi og
bioprospektering
Prof. Eric Thompson
Scientific Advisor
Dept. of Biology, UiB
Katrine Lekang
PhD candidate at UiB
Anders Lanzén
Bioinformatics consultant
NEIKERTecnalia, Spania
Metabarcoding for miljøovervåkning
http://fishbio.com/wp-content/uploads/eDNA-challenges.png
[URM / MERG]
http://www3.mbari.org/news/news_releases/2015/mbon/E_DNA-400.jpg
5
http://www.fabienburki.net/uploads/2/6/2/9/26292695/9081789_orig.jpg
[URM / MERG]
6
http://www.fabienburki.net/uploads/2/6/2/9/26292695/9081789_orig.jpg
[URM / MERG]
7
Utfordringer
Prøvetaking
[URM / MERG]
DNA rensing
Amplifisering
Bioinformatikk
http://nobel.scas.bcit.ca/resource/dna/images/edited/2555_dnaComingOut2.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-QLjwsio_vZ4/UJoyxzA5VsI/AAAAAAAAAA0/fxTRQI_-NEg/s640/PCR.png
http://www.gendx.com/images/stories/illumina/NGS%20workflow%20sequencing%20Illumina.png
8
Utfordringer
Prøvetaking
[URM / MERG]
DNA rensing
Amplifisering
Bioinformatikk
http://nobel.scas.bcit.ca/resource/dna/images/edited/2555_dnaComingOut2.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-QLjwsio_vZ4/UJoyxzA5VsI/AAAAAAAAAA0/fxTRQI_-NEg/s640/PCR.png
http://www.gendx.com/images/stories/illumina/NGS%20workflow%20sequencing%20Illumina.png
9
Sammenslåing av 10 replikater
[URM / MERG]
10
Lekang et al. 2015
Mikroskopering - 5 grabb
Galathowenia sp.
Pterolysippe sp.
Chaetozone setosa
http://www.iopan.gda.pl/projects/Polychaeta/list/images/M_oculata3.jpg
[URM / MERG]
http://www.iopan.gda.pl/projects/biodaff/Poly%20Slawka/12_chaetozone_setosa_4.jpg http://www.boldsystems.org/pics/POLNB/UMBergen_NB_amphar79%2B1361197478.jpg
11
DNV 2011; Lanzén et al. 2016
Protister
Metazoer
Metabarcoding - 10 x 0,5g sediment
[URM / MERG]
12
Lanzén et al. 2016
Protister
Metazoer
Metabarcoding - 10 x 0,5g sediment
[URM / MERG]
13
Lanzén et al. 2016
Optimalisering - Amplifisering
Prøvetaking
[URM / MERG]
DNA rensing
Amplifisering
Bioinformatikk
http://nobel.scas.bcit.ca/resource/dna/images/edited/2555_dnaComingOut2.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-QLjwsio_vZ4/UJoyxzA5VsI/AAAAAAAAAA0/fxTRQI_-NEg/s640/PCR.png
http://www.gendx.com/images/stories/illumina/NGS%20workflow%20sequencing%20Illumina.png
14
Taksonomisk oppløsning
[URM / MERG]
15
Lanzén et al. 2016
Forbedring av taksonomisk verktøy
Prøvetaking
[URM / MERG]
DNA rensing
Amplifisering
Bioinformatikk
http://nobel.scas.bcit.ca/resource/dna/images/edited/2555_dnaComingOut2.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-QLjwsio_vZ4/UJoyxzA5VsI/AAAAAAAAAA0/fxTRQI_-NEg/s640/PCR.png
http://www.gendx.com/images/stories/illumina/NGS%20workflow%20sequencing%20Illumina.png
16
Korrelasjon til miljøparametre
[URM / MERG]
17
Lanzén et al. 2016
positiv korr.
Protister
Metazoer
Indikatorarter fra metabarcoding
[URM / MERG]
THC
Ba
Cu
Cr
TOM
Cr
TO
negativ korr.
Cr
Cd
THC
depth
Cd
Cd
depth
Hg
Pb
Ba
depth
depth
Cd
Zn
18
Lanzén et al. 2016
Co-occurrence nettverk
[URM / MERG]
19
Lanzén et al. 2016
Arbeidsflyt, eller “Pipeline”
•
•
•
•
•
•
•
prøvetaking - minimalisering av forurensing/nedbryting
DNA-rensing - Lekang et al. 2015
replikering - Lanzén et al. 2016; in prep
sekvenseringsdybde - tilstrekkelig dekning av mangfoldet
bioinformatisk verktøy - forksjeller og korrelasjoner
rapportskriving / dataarkivering - standardiserte formater
databaseoppdatering - Dahlgren et al.
[URM / MERG]
20
NDP pre-prosjekt + MetaMonGO
1. Standardiserte metoder for prøvetaking og
prosessering
2. Optimalisert dekning av det biologiske mangfoldet
3. Standardiserte bioinformatiske og statistiske verktøy
4. Standardisert rapportering
[URM / MERG]
21
Foreløpig kostnadsanalyse
•
Forbeholdt et stort antall prøver (> 20 stasjoner) og
sammenslåing av replikater
•
•
•
•
1 hugg (1/5 “sampling effort”) per stasjon
1.400 kr prøve-1 + 18.000 kr sekvensering (≤ 96 stk.)
350 arbeidstimer (0.28 årsverk)
Optimaliseringsstadie
[URM / MERG]
22
Våre formål
•
•
•
kontinuerlighet
•
bidra til økt kunnskap om det biologiske mangfoldet i
havet
•
bedre forståelse av respons til miljøendringer
peer-review publisering
fremme utviklingen av overvåkningsteknologi for å
ivareta det marine miljø
[URM / MERG]
23
Takk for oppmerksomheten
http://uni.no/nb/uni-miljo/
@UniResearch
@uniresearchbergen
[Uni Research Miljø / Molecular Ecology Research Group]
24