1 Workshop om infrastrukturbehov for eDNA/streckkodning for miljoovervakning och forskning 24 OKTOBER 2016 - SLU UPPSALA, C-250E208 LÄROSAL T, ULLS HUS E-BLOCKET Syftet med brainstorming-mötet/workshopen var att belysa infrastrukturbehovet och – möjligheter för att kunna börja använda eDNA/(meta)barcoding i framtida miljöövervakning och miljöanalys i Sverige i stor skala och med fasta rutiner. Idén till workshopen har arbetats fram i samråd med Naturvårdsverket samt Havs- och Vattenmyndigheten, och Maria Kahlert (koordinator för SLUs forskarnätverket om eDNA/(meta)barcoding) fick uppdraget att organisera och planera workshopen. Workshopen var riktad till alla organisationer i Sverige som eventuellt kan vara värd för en del (eller hela) infrastrukturen för miljöövervakningen. Workshopen riktades även till avnämare som potentiella användare av DNA-metodik inom miljöövervakning. Deltagarna diskuterade om och hur strukturer för miljöövervakning och forskning kan samordnas. Workshopen började med presentationer om behov, följd av informella och öppna diskussioner om hur behoven kan tillgodoses och vilken kompetens som eventuella uppdragstagare av DNA-analys behöver ha. DELTAGARE: Maria Kahlert, SLU (workshop-organisator/koordinator, kontakt: maria.kahlertATslu.se) Patrik Bohman, SLU Stina Drakare, SLU Ulf Gärdenfors, SLU Björn Lindahl, SLU Johan Stendahl, SLU Jan Stenlid, SLU Malin Strand, SLU Åke Olson, SLU Stefan Bertilsson, UU Alexandre Antonelli, GU Per Sundberg, GU Agneta Andersson, UmU Johan Wikner, UmU Elena Gorokhova, SU Francisco Nascimento, SU Anders Andersson, KTH, SciLifeLab Inger Jonasson, SciLifeLab Olga Vinnere Pettersson, SciLifeLab Alexander Eiler Micaela A. Hellström, Aquabiota Niclas Gyllenstrand, NRM Rasmus Hovmöller, NRM Thomas Lyrholm, NRM Gunilla Ejdung, HaV Ulrika Stensdotter Blomberg, HaV Ola Inghe, Naturvårdsverket Nils Höglund, Coalition Clean Baltic (CCB) 1 2 Minnesanteckningar från eftermiddagens aktiviteter Diskussionsfrågor: Hur ska infrastrukturen för användning av DNA för miljöövervakning (MÖ) se ut och var ska den ligga/vem ska vara ansvarig? Hur garanterar vi ett organiserat och effektivt samarbete och utbyte mellan forskare och MÖ (avnämare/andra aktörer)? Finansiering? Grupp 1 Diskuterade: Vem äger data, inte självklart i alla fall Lagra i internationella databaser – spegla till nationell nivå Sekvensering har stordriftsfördelar För presekvensering föreslog de flera aktörer med virtuellt centrum för att synliggöra möjligheter för användare och stöttning mellan aktörerna. Kan man spara DNA i mindre volym och torrt för att inte behöva ha energislukande frysar igång? Vi behöver ett sätt att fortsätta samarbeta om detta som ett nätverk. Nätverk, diskussionsforum, workshops, facebookgrupper. Plattform! Vore bra med årliga möten. Kanske via SweBOL (som undviker organisatorisk hemvist)? Grupp 2 diskuterade: Att det finns olika synsätt mellan makro- och mikroorganismer. Det behöver synliggöras. Pipelines: Privat vs statsfinansiering? Hur är det med offentlig upphandling? Hur gör man med privata beställare i öppna pipelines? BOLD-arter vs OTU-arter, databaser och identifieringstekniker. Gruppen var enig om att data behöver lagras på internationella ställen. Att vi bör främja arbete med fler markörer än COI för att få en brett funktionell databas för makroorganismer. 2 3 Golden standard är en omöjlighet Få standarder (t.ex. CEN, ISO, SIS) finns på DNA området, de hänger inte med i utveckling. Hur ska datatolkning finansieras? Kanske behövs konsultcentra med expertis för olika organismgrupper. Ulf presenterade behoven: 1. Fysisk infrastruktur – labb 2. Protokoll och metodik 3. Biobanker 4. Databaser och portaler 5. Tolkning av olika typer – Referenser, kvalitetssäkring av tolkning, ska det vara centraliserat Malin berättade att BOLD tidigare har hjälpt till med utveckling ”on demand” Grupp 3 diskuterade Att det är viktigt med en tydlig beställarroll särskilt för DNA kopplat till MÖ. Beställarna kan vinna tid genom att börja med att beställa parallellprover för DNA analyser som lagras så länge. Ger möjlighet till parallellserier med traditionella metoder för ett kontrollerat metodbyte. Spara och lagra prover bör vara prio ett. Standarder bör formuleras så att resultaten är säkrade, en mycket exakt metod är svårt att spika fast pga. den snabba teknikutvecklingen Datavärdskapen bör vara samma som nu lagrar och publicerar MÖ-data. Resultaten från DNA analysen är tillräckligt lik nuvarande typ av data. Rådata lagras på annat ställe, precis som för t.ex. kemiska parametrar. Vi bör låna friskt från andra länder som kommit längre med att använda DNA för MÖ. Vi diskuterade om det fanns ett FORMAS projekt för att höja beställarkompetensen?! Att det kan vara farligt med för standardiserade metoder just nu. Metoderna är i för snabb förändringstakt – bör plana ut med tiden. Att man kan använda Citizen Science för invasiva arter om insamlingsmetodik är enkel och det finns möjlighet att analysera många prover. Samt att DNA metoder är utmärkta för denna typ av prov som inte kräver kvantifiering. Att man från ett större set med arter bör kunna välja ut intressanta arter att utveckla metoder för kvantifiering (enstaka arter är mera relevant för makroorganismer, för mikroorganismer kan kvantifiering av hela gruppen behöva utredas). Bra att jobba internationellt från början så man inte behöver interkalibrera när alla medlemsländer i EU redan utvecklat egna olika metoder för miljöövervakning. Ländernas traditioner på DNA-området är ännu inte så långa – bra! Grupp 4 diskuterade: Hur man extraherar DNA. Behövs standard. Miljöövervakning och forskningsinfrastruktur. o MÖ-data kan användas till forskning o Undvik parallella strukturer o På fartygssidan går det att samordna MÖ och forskning – borde gå även här! Kvantifierbarhet o Inte kritiskt granskat än!? o Det går ofta att använda DNA-resultat som kvantitativa data. Behöver visas! Hur vet man vem som gör vad? Behövs nätverk och kartläggning Labben bör vara anpassade till eDNA (renhet) Grupp 5 diskuterade: Provtagning o Standardisera extrahering – flera tror ej att det är möjligt o Lagring av DNA-prover Rådata vs slutdata (=sekvenslista, taxalista) Molnlagring av data är det möjligt för MÖ? Viktigt bevara koppling mellan referensexemplar och DNA-sekvens. Tillåter MÖ extrahering och analysering utomlands? Inte fastna i dagens MÖ och krav – vara öppna i tanken! 3 4 Sammanfattande diskussion. Hur fortsätta? Strukturbehoven: Behov, men även redan existerade strukturer (se länkarna i slutet av detta dokument), finns på många fronter, såsom kring: råprover (provtagning, konservering, lagring/provbanker) DNA extraktion och PCR (amplifiering) sekvensering databaser (referensdatabaser & dataarkivering av prover) bioinformatik (översättning DNA -> art/taxalistor (”pipelines”)) användning för miljöövervakningen (utveckling, kvalitetssäkring och testning av nya metoder samt kvalitetssäkring av befintliga DNA-metoder (om de ska kunna användas i miljöövervakningen, implementering av DNA metoder, standardisering) Enighet om att det är viktigt synliggöra projekt inom eDNA/DNA och hur de kan användas för miljöövervakning samt relaterande forskning i Sverige för att möjliggöra ett samarbete. Tydligt att flera delar behöver åtgärdas samtidigt, förslag att bryta ner i flera delar med kopplade arbetsgrupper. Flera tyckte att Sverige ska stödja internationella initiativ och kanske använda deras resurser/verktyg, bl.a. ang. referensdatabaser, utveckling av metoder inom COST action DNAqua-net CA15219 (ett europeisk forskar- och användarnätverk finansierad genom EU Programmet Horizon 2020), datalagring/nätverk inom NorBOL/SweBOL (Norsk respektive Svensk nationell nätverk för DNAstreckkodning) och SNIC (VR-finansierat projekt om datalagring). Pågående utredningar: Tre utredningar om användning och behov av barcoding pågår och kommer vara klara i slutet av januari. NVs utredning är på artnivå av makroorganismer, HaVs utredning gäller användandet av barcoding i den akvatiska miljöövervakningen, NV utreder jordprovsanalys som skulle kunna inkludera mikroorganismer om barcoding fungerar. Svensk barcoding network för miljöanalys: Struktur & vision: Förslag att lansera ”EDNA”, e-DNA rådgivar-nätverk för Sverige, ett forum att diskutera och informera om utvecklingen av hur metodiken kan användas inom miljöövervakning och forskning, samt att diskutera fördelar av ett samarbete mellan dessa två. Enighet om att detta kontaktnätverk, startat med workshopen, är viktigt. Önskemål om en webbsida med kontaktnät för resurser inom DNA-metodiken. Önskemål om minikongress och årliga möten. Enighet om att följa utvecklingen av COST action DNAqua-net, troligtvis ingen COST motsvarighet på den terrestra sidan. Möjligt med nya direktiv inom miljöövervakningen där DNA metoder kommer att krävas/användas. 4 5 Visionsförslag för vårt Svenska nätverk EDNA: ”Samarbete mellan miljöövervakning och forskning gynnar framtagande och användande av kvalitetssäkrade DNA-metoder för miljöövervakning och miljöanalys.” Visionen bör ha fokus på miljöövervakningen, men eftersom vi var eniga om att vi bör undvika att bygga upp parallella strukturer för forskning och miljöövervakning så bör vi betona nyttan av samarbetet mellan forskare och avnämare. Syftet är att utveckla samarbete mellan forskning kring DNA-metodik och dess användning i miljöövervakning och miljöanalys genom informationsutbyte och konstruktiva diskussioner där forskningsresultat samt miljöövervaknings- och miljöanalys-behov resulterar i synergiereffekter som för både forskning och miljöövervakning och miljöanalys framåt. Finansiering: För att hitta finansiering måste vi arbeta vidare med en tydligare struktur, vision och syfte för gruppen. På WS var vi eniga om att vi bör inkludera alla intresserade. Alla gillade idén med mindre arbetsgrupper. Vi bestämde att tre arbetsgrupper ska ta fram förslag och underlag till Inventering av behoven, Vision, Funktioner, Strategi, Finansieringskällor till nästa möte av hela gruppen, som bestämdes till 25, 26 eller 28 april i Göteborg. Frivilliga som lovade att hålla liv i nätverket EDNA och att planera nästa möte: Maria Kahlert (sammankallande, SLU), Alexandre Antonelli (GU), Gunilla Ejdung (HaV), Micaela A. Hellström (AquaBiota), Malin Strand (SLU). Arbetsgruppsförslag 1. Presekvensering. Micaela A. Hellström (sammankallande), Alexandre Antonelli, Niclas Gyllenstrand, Åke Olson, Jan Stenlid, Stefan Bertilsson 2. Goda exempel – Proof of concept – Validering av metoder - Case studies, särskilt kvantitativa. Gunilla Ejdung (sammankallande), Agneta Andersson, Alexandre Antonelli, Patrik Bohman, Micaela A. Hellström, Tomas Lyrholm, Francisco Nascimento, Johan Stendahl, 3. Beställarperspektivet – Index för Vattendirektivet, arter för t.ex. rödlistor, Art- och habitatdirektivet. Stina Drakare (sammankallande), Gunilla Ejdung, Ulf Gärdenfors (inte tillfrågad), Rasmus Hovmöller, Björn Lindahl, Ulrika Stensdotter Blomberg Framtida arbetsgrupper, att tillsättas efter Aprilmötet: 1. Finansiering - för att hålla igång nätverket. 2. Bioinformatik – förslag att fråga Anders Andersson och bjuda någon från SNIC till aprilmötet Vid pennan/ Maria Kahlert, Malin Strand, Gunilla Ejdung, Stina Drakare 5 6 Länkar Existerande infrastrukturer SWEBOL: e-DNA/DNA i miljöövervakning http://swebol.org/e-dna-i-miljoovervakning/ SciLifeLab www.scilifelab.se Svenska DNA-nyckeln https://www.dina-web.net/dnakey/ Externa resurser Wikipedia https://sv.wikipedia.org/wiki/DNA-streckkodning SPYGEN, a service and research laboratory specialising in the monitoring biodiversity using eDNA http://www.spygen.com/ Nätverk SLU-barcoding nätverk av SLU-forskare och -miljöanalytiker https://internt.slu.se/utbildning-forskning-foma/fortlopandemiljoanalys/samverkan_samarbeten/dna-barcoding/ eDNA Google group - informal network https://groups.google.com/forum/#!forum/edna-network COST action DNAqua-net CA15219 http://dnaqua.net/ R-SYST, the French national network http://www.rsyst.inra.fr/en Swedish Infrastructure for Ecosystem Science – SITES http://www.fieldsites.se/sv-SE UNITE - a molecular database for the identification of ectomycorrhizal fungi http://unite.ut.ee/ Välkommen med förslag till fler länkar, både Svenska & internationella länkar. Gärna med lite info om innehållet. 6 7 7