Utlysning av forskningsmedel för DNA-metoder inom miljöövervakning

Artmångfald är en nyckelkomponent i den biologiska mångfalden och bevarandet av livskraftiga populationer av arter är ett viktigt mål såväl i många internationella konventioner och EU-direktiv som i det svenska miljömålssystemet. Uppföljning av arter och artgrupper har också en stor potential som indikatorer på miljökvalitet och på miljöpåverkan av olika slag.

Uppföljningen av arter är idag mycket bristfällig eftersom tillgängliga övervakningsmetoder ofta är mycket dyra. Därför har bara en bråkdel av relevanta arter kunnat övervakas. I en hård prioritering mellan övervakningsrelevans och vad som är ekonomiskt och praktiskt möjligt är det mer regel än undantag att relevanta artgrupper fått lämnas utan övervakning. För artgrupper där övervakning ändå bedrivits är ökande lönekostnader och brist på taxonomisk expertis ett växande problem.

Två molekylärgenetiska tekniker har särskild potential för att möta problemen: miljö-DNA-analys (e-DNA, environmental DNA) och DNA-streckkodning, i kombination ibland kallat meta-streckkodning (meta-barcoding). Miljö-DNA-analys görs på DNA extraherat direkt från miljöprover som kan innehålla flera organismer eller spår av organismer i ett prov. Det kan till exempel vara vattenprov, bottensedimentprov, markprov, spybollar eller maginnehåll. Vid analys erhålls en artlista för varje miljöprov.

Tidskrävande arbetsmoment som manuell utsortering av individer av arter och/eller bestämning av dem under mikroskop kan helt eller delvis elimineras. DNA-streckkodning innebär artbestämning genom analys av specifika gensekvenser vilka används likt streckkoder för att identifiera arten ifråga.

Utlysningen består av två delar som syftar till att skapa förutsättningar för införande av dna-streckkodningsmetoder i miljöövervakningen.

Metodutveckling kan behövas i flera led:

• Samplingsstrategi för provtagningspunkter, för att på ett statistiskt representativt sätt kunna samla relevant information om provtagningspunktens befintliga artmångfald.
• Metod och instrument för provinsamling. Även insamling av enskilda prover kan innebära en samplingsproblematik. Andra problem kan gälla logistik, ekonomi och risker för provkontamination.
• Rutiner för hantering av insamlade prover i fält och under transport till laboratorium. Problem kan bland annat gälla behov av konservering och skydd mot kontamination.
• Behandling och förvaring av prover efter ankomst till laboratorium och innan dna-extraktion.
• Preparering av prov för DNA-extraktion kan bero på vilka taxonomiska grupper som ska analyseras, eller vilka sekvenser som ska bestämmas. Det behöver bland annat klargöras om olika typer av prov kan behöva olika extraheringsmetoder.
• Behandling av prover som ska sparas i provbanker för senare analys. Hur ska prover där dna inte extraherats bäst förvaras för att inte försvåra senare DNA-analyser?

Prioriterade provtyper är vattenprov, bottensedimentprov och markprov (inklusive förna).

Prioriterat är projekt som skapar dna-referenssekvenser, där sådana inte redan finns eller är av dålig kvalitet, för arter och artgrupper (taxonomiska eller funktionella) som (1) är viktiga för svensk miljöövervakning i vid bemärkelse, (2) där existerande övervakning är bristfällig eller saknas helt eller (3) är kostsam och där den aktuella tekniken har stor besparingspotential.

Inom den ramen ges företräde åt:

• artgrupper med viktiga ekosystemfunktioner, såsom växt- och djurplankton, alger, bottenfauna, marksvampar, markbakterier och markfauna. (Heterotrofa bakterier prioriteras inte i akvatisk miljö)
• artgrupper med högt indikatorvärde för miljökvalitet
• hotade arter, speciellt om de är föremål för aktivt åtgärdsarbete
• invasiva arter, för tidig upptäckt.

I projekten ingår att analysera förutsättningarna för olika tänkbara streckkodsekvensers kapacitet att hantera nedbrytningsgraden i miljö-DNA-proven och/eller eventuella artsepareringsproblem i de aktuella artgrupperna.

Taxonomiska utredningar baserade på sekvenseringen kan ingå, om det kan motiveras att det är relevant från ett miljöövervakningsperspektiv, till exempel för att reda ut problem med taxonomiska grupper där olika arter misstänks ha helt olika miljökrav och därför olika indikatorvärden för miljötillståndet.

De organismer som ska ligga till grund för referensstreckkoden ska vara insamlade på platser så att de på goda grunder representerar de områden där svensk miljöövervakning bedrivs. Producerade sekvenser ska laddas upp till relevanta referensdatabaser som till exempel BOLD, UNITE eller SILVA.

Del A: Forskningsprojekt på två till sex miljoner kronor finansieras fördelat på upp till tre år (2019–2021). Målsättningen är att bevilja flera projekt med en budget på cirka 25 miljoner kronor.

Del B: Forskningsprojekt på två till sex miljoner kronor finansieras fördelat på två till tre år. Storlek och längd på projekt kan vara mindre och kortare, om mindre taxonomiska eller ekologiska artgrupper berörs. Målsättningen är att bevilja flera projekt med en budget på cirka tolv miljoner kronor.

Separat ansökan och projektbeskrivning ska göras för del A respektive del B eftersom de kommer att bedömas var och en för sig i två skilda grupper. Det går utmärkt att ansöka om forskningsbidrag för projekt som enbart berör en av delarna A respektive B.

Det är viktigt att relevansen för Naturvårdsverket och Havs- och vattenmyndigheten tydligt framgår i ansökan.

Behörig att söka är disputerad forskare vid universitet, högskolor, forskningsinstitut eller myndigheter som bedriver forskning som en del av sitt uppdrag. Huvudsökande måste vara knuten till en organisation med svenskt organisationsnummer.

Ansökan bör skrivas på engelska, då ansökningarna granskas av internationella experter. Ansökan görs elektroniskt via Naturvårdsverkets ansökningsportal.

Forskare som beviljas medel förväntas medverka i Naturvårdsverkets årliga konferens, forskningssatsningens årsmöten samt avsätta resurser för kommunikation med myndigheter och andra aktörer.

• den 13 september 2018: Sista ansökningsdag
• december 2018: Beslut om finansiering
• januari 2019: Beviljade projekt startar

Forskningssekreterare Gunilla Ejdung
E-post: gunilla.ejdung@naturvardsverket.se
Telefon: 010-698 14 20

Forskningssekreterare Martin Gustavsson
E-post: martin.gustafsson@naturvardsverket.se
Telefon: 010-698 16 37

Rasmus Hovmöller, Mattias Forshage och Fredrik Ronquist: Streckkodning av den svenska floran och faunan – förutsättningar och utmaningar. PM från Naturhistoriska riksmuseet. 2017:1.