eDNA vismonitoring van grote modderkruiper naar soortsamenstelling (KRW)
Jelger Herder
Utrecht, 9 april 2015
Sommige soorten zijn lastig te monitoren
2/20
Grote modderkruiper (Misgurnus fossilis)
•
Vrijwilligers schepnet
•
Professionals electrovissen
•
Maar pit-tag onderzoek liet zien lage trefkans zien
•
Habitat
•
Environmental DNA
eDNA verzamelen en aantonen in het lab Snel en efficiënt monsteren
3/20
In het lab is er met PCR en soortspecifieke primers aan te tonen of er DNA van de doelsoort aanwezig was.
Ontwikkeling betrouwbare eDNA-methode Primers ontwikkelen •
uniek voor doelsoort
•
kort fragment
Bioinformatisch testen In het lab testen In het veld testen
4/20
•
positieve tests trefkans
•
negatieve tests controle
eDNA toont recente aanwezigheid doelsoort Experimenten tonen dat eDNA binnen 3 weken afbreekt in water Lab experiment
5/20
Veld experiment
(Dejean et al., 2011)
Eerste studie in Nederland
In 2011 hebben RAVON en SPYGEN een pilotstudie naar de toepassingsmogelijkheid van eDNA methode voor grote modderkruiper (Misgurnus fossilis) (binnen NEM) •
Trefkans met eDNA 87,5% (7 van de 8 locaties)
•
Negatieve veldcontroles allen negatief (4 locaties)
Herder et al., 2012 – H2O 6/20
Hogere trefkans met eDNA
Vergelijking in het veld: 48 wateren electrovissen vs eDNA
Waterschap Rivierenland 40 35 30 25
Trefkans eDNA ~ 3x hoger
20
Trefkans electrovissen max 37,5%
Electro vangst eDNA positief (100%)
15
24
10
9
5 0
Electro
Kranenbarg et al., 2014 – H2O 7/20
eDNA
Habitatkennis cruciaal voor succes Waterschap Groot Salland
Herder et al., 2013 - Visionair
8/20
2.5 x meer succes in habitats die als geschikt waren beoordeeld
Soort specifiek onderzoek succesvol
Bemonsterde locaties 2011-2013 9/20
Zit vaak weinig eDNA in monsters 10 tot 12 replica’s nodig voor detectie zeldzame soorten (Ficetola et al 2014)
Voorbeeld 12 replica’s (2/12 positief)
10/20
Soortenlijsten uit één monster Tot enkele soorten met soort specifieke aanpak
Hele soortenlijst soort specifieke aanpak niet geschikt
11/20
•
Kunnen maar enkele primers aan PCR toegevoegd dus monster moet verdeeld worden over PCRs
•
Je vindt alleen “verwachte soorten”
Soortenlijst eDNA metabarcoding
12/20
Universele primer voor soortgroep
Al het DNA van deze soortgroep wordt vermeerderd in PCR
Het vermeerderde DNA wordt uitgelezen met Next Generation Sequencing (NGS)
Uitgelezen DNA-codes worden vergeleken met een referentie database soortenlijst
eDNA metabarcoding vissen Vergelijking KRW bemonstering en eDNA metabarcoding. STOWA, Rijn & IJssel, Brabantse Delta, De Dommel en Vallei en Veluwe
Stilstaand water
Aantal soorten gedetecteerd Locatie
eDNA
Electrovis
Samen
Lummerwetering
17
12
18
Terwoldse wetering
8
8
12
Nieuwe wetering
11
7
13
Dijkwetering
11
11
13
Met eDNA metabarcoding een gelijk of hoger aantal soorten aangetoond Stromende wateren geen goed beeld door monstermethode 13/20
eDNA metabarcoding vissen Soorten gemist met eDNA-metabarcoding: •
Veelal kleinere soorten (bv. stekelbaars en vetje)
•
Soorten in lage dichtheden (1 of 2 individuen in KRW)
Algemene soorten niet gemist met eDNA 14/20
eDNA metabarcoding vissen “Snelle soorten” vaak gemist met electrovissen
15/20
Karper (Cyprinus carpio)
Brasem (Abramis brama)
Gemist op 2 van de 2 locaties (100% gemist)
Gemist op 2 van de 4 locaties (50% gemist)
eDNA metabarcoding – relatieve dichtheid Dijkwetering (Vallei en Veluwe) - stilstaand eDNA metabarcoding
Electrovissen Baars
Zeelt Snoek Baars
Bittervoorn
Bittervoorn
Vetje Ruisvoorn Pos
Vetje
Blankvoorn
Blankvoorn
Brasem Kolblei
Snoek Ruisvoorn
Kolblei Pos
Karper Kleine modderkruiper
eDNA fragmenten per soort 16/20
Brasem Kleine modderkruiper
Individuen gevangen per soort
eDNA metabarcoding – relatieve dichtheid Merkske (Brabantse Delta) – snel stromend eDNA metabarcoding Snoek
Tiendoornige stekelbaars
Baars
Electrovissen Tiendoornige stekelbaars Snoek Riviergrondel
Zonnebaars Baars
Riviergrondel Kopvoorn Blauwband Karper Driedoornige stekelbaars Brasem
Bermpje Bermpje
eDNA fragmenten per soort
17/20
Individuen gevangen per soort
Vervolg eDNA metabarcoding 2015 Vergelijking met KRW in groter aantal water(typen) •
Soortensamenstelling
•
Kwantificering (veel factoren spelen een rol!) Experimentele opzet visvijvers
18/20
Toekomst eDNA voor KRW? eDNA in potentie: •
goed beeld visstand
•
niet invasief
•
gestandardiseerd
•
kostenbesparend
Verder valideren eDNA methode voor soortensamenstelling en (relatieve) kwantificering Nieuwe maatlatten?
19/20
Verder lezen
20/20
Uitgebreid review
www.environmental-dna.nl
Do’s and Don’ts eDNA onderzoek
(info & publicaties)
