Aarhus Universitets segl

Nr. 133: eDNA i miljøovervågning

Winding, A., Bang-Andreasen, T., Hansen, L.H., Panitz, F., Krogh, P.H., Krause-Jensen, D., Stæhr, P., Nicolaisen, M., Hendriksen, N.B., Sapkota, R., Santos, S. & Andersen, L.W.: 2019. eDNA in environmental monitoring. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 40 pp. Technical Report No. 133. http://dce2.au.dk/pub/TR133.pdf

Sammenfatning

Anvendelse af miljø-DNA (environmental DNA, eDNA) til miljøovervågning præsenteres som en hurtigere, nemmere og mere præcis metode til erstatning af traditionel overvågning. Både den teknologiske og økonomiske udvikling af eDNA-teknikker går i øjeblikket meget hurtigt, og ambitionerne for anvendelse af eDNA-teknikker i overvågningssammenhænge er store. I både det akvatiske og terrestriske miljø har eDNA-teknikker vist lovende resultater ved både detektion af specifikke arter og grupper af organisme samt ved bestemmelse af biodiversitet. Inden for det teknologiske område og m.h.t. databehandling og –fortolkning er der dog udfordringer, der skal løses og standardiseres, før udbredt anvendelse af eDNA til overvågning kan implementeres. Deling, harmonisering og konsolidering af den tilgængelige viden er af afgørende betydning for standardisering og videreudvikling af procedurer for alle trin i processen (såsom prøvetagning, DNA-ekstraktion, primer de-sign, bioinformatisk analyse) samt håndtering af falsk positive og falsk negative prøver. Videnskabelig litteratur viser tydeligt at på trods af nemmere prøveindsamling, er dannelse af sekventeringsbiblioteker stadig udfordrende, mens standardiserede bioinformatiske procedurer (pipelines) medfører nemmere analyser.
Undersøgelser baseret på eDNA viser generelt andre aspekter af miljøets tilstand; især en mere detaljeret viden på en anden skala end traditionel overvågning. Dette gælder både for biodiversitet og artsspecifik tilstedeværelse og forekomst. De konventionelle lange tidsserier af moniteringsdata er af høj værdi, og det bør sikres, at disse ikke kompromitteres ved overgang til eDNA-baserede teknikker. Hvis vi umiddelbart skifter til eDNA-baserede teknikker, mister vi muligheden for undersøgelser, der kræver lange tidsserier. Derfor anbefales det, at udføre parallel overvågning med eDNA teknikker og traditionelle metoder indtil tilstrækkelig erfaring og data er indsamlet til, at analyser af lange tidsserier kan gennemføres med sikkerhed for tilstrækkelig kvalitet.  
Fremtidige eDNA-teknikker vil sandsynligvis omfatte muligheder for meta-barcoding, med længere læste DNA strenge, takket være teknologiske frem-skridt. Direkte sekventering af DNA uden forudgående PCR-amplificering er en anden mulig teknologisk udvikling, hvorved usikkerhed og fejlrisici ved PCR undgås. De bioinformatiske analyser forventes også at blive standardiseret og udførligt beskrevet. eDNA-baseret in situ overvågning vil sandsynligvis blive mulig, enten gennem automatisk indsamling koblet med PCR eller vha. bærbar sekvenatorudstyr.