Bier og andre insekter setter små miljø-DNA-«fotavtrykk» på planter hver gang de besøker, noe som gir forskere en måte å spore hvor insektene har vært og gi ledetråder om hvordan de kan hjelpe dem med å blomstre.
Et team av forskere, inkludert Wellcome Sanger Institute og ledet av Københavns Universitet, har brukt disse DNA-sporene som en ikke-invasiv måte å samle informasjon om insekters biologiske mangfold, og gir ny innsikt i hvordan man kan dyrke pollinering og beskytte biologisk mangfold og insektavlinger. . . mot trusler som klimaendringer.
Den nye studien, publisert i dag (6. desember 2022) i Environmental DNA, er første gang DNA-fingeravtrykk har blitt brukt i forbindelse med visuelle observasjoner for å spore typen insekt som besøker avlinger, hjelpe til med å se om det er noen skadedyr og informere om nye måter for det. oppmuntre nyttige insekter.
For eksempel oppdaget teamet viktigheten av ville pollinatorer som ikke er bie som tidligere har blitt undervurdert i sin påvirkning, sammen med identifiseringen av flere skadedyrarter. Disse funnene kan informere om nye forvaltningsstrategier basert på de spesifikke insektene som besøker en frukthage eller avling.
Denne studien er en del av BEESPOKE*-prosjektet som er et samarbeid mellom en rekke partnere, inkludert Københavns Universitet, beslutningstakere og forskningsinstitutter, fra seks land i Nordsjøregionen. Målet med prosjektet er å utvikle nye produkter og tilnærminger for å øke mangfoldet av insektbestøvere og avlinger.
Avlinger krever bier og andre pollinatorer for å flytte pollen fra en blomst til en annen slik at planten kan produsere frø og frukt.
Trusler som nedgang av pollinatorer på grunn av plantevernmidler og klimaendringer kan påvirke avlingen og kvaliteten på avlingene, og direkte påvirke levebrødet til mange mennesker og tilgjengeligheten av mat generelt.
Å ha et biologisk mangfold med en rekke gunstige pollinatorer kan bidra til å beskytte avlinger mot disse truslene. Derfor er kunnskap om insektene som besøker avlinger, hvordan de fungerer som et samfunn og vektleggingen av skadedyrarter viktig for å informere om forvaltningsteknikker.
For tiden spores insektsamfunnet i et område ved visuell observasjon. Imidlertid kan tilstedeværelsen av observatører endre oppførselen til insekter. Visuell observasjon er også tidkrevende og kan gå glipp av visse grupper av insekter, spesielt nattaktive, da de fleste observasjoner gjøres på dagtid når det er tilstrekkelig med lys.
Bier og andre insekter etterlater DNA-fotavtrykk, også kjent som miljø-DNA, eller eDNA, som kan analyseres for å avsløre informasjon om typen insekt som besøker et område.
I denne nye studien, som er en del av BEESPOKE*-prosjektet, sammenlignet forskerne mangfoldet av insekter oppdaget ved hjelp av denne genetiske metoden med visuell observasjon i fire eplehager i Danmark, som alle var fra 40 til 100 meter brede. – syv til 20 linjer. frukt.
DNA ble ekstrahert fra epleblomster, som er et viktig skritt for å identifisere spor etter insektsblomstbesøkende**.
Dette er den første studien som sammenligner bruken av DNA-fotavtrykk med visuell overvåking av insekter, og de fant at analyse av genetiske fotavtrykk førte til et mer omfattende bilde av insekters biologiske mangfold, med flere insektbesøkende identifisert.
Teamet var også i stand til å vise viktigheten av insekter som ikke er bie som pollinatorer, for eksempel fluer (Diptera). Tilstedeværelsen av fluer og deres innvirkning på pollinering i eplehager har tidligere vært undervurdert. Forskerne fremhevet også to typer møll som lever av epletrær og kan forårsake store avlingstap.
Nerea Gamonal, førsteforfatter fra Københavns Universitet, Danmark, sa: «Et høyt nivå av biologisk mangfold av insekter beskytter et miljø mot visse trusler, så overvåking av disse nivåene er nødvendig for å se om og når intervensjon er nødvendig. Vår studie viste at eDNA legger til mye verdi sammenlignet med visuelle innsamlingsteknikker.Dette er ikke å si at visuell registrering er unødvendig, faktisk å forstå insektene i et område fra observasjonsteknikker kan gi forhåndskunnskap om det spesifikke samfunnet som vurderes, noe som gjør det til et verdifullt komplementært verktøy.
Laboratorietekniker Didde Hedegaard Sørensen, en forfatter fra Københavns Universitet, Danmark, sa: «Vår studie beskriver teknikkene som brukes til å trekke ut miljø-DNA igjen i epleblomster, og vi håper dette vil oppmuntre til bruk av eDNA i fremtidig forskning.»
Professor Lene Sigsgaard, medseniorforfatter fra Københavns Universitet, sa: «Det spennende med denne studien er at den kan ha en umiddelbar reell innvirkning på landbrukssystemer. Resultatene og teknikkene i vår studie kan brukes til å informere om forvaltningspraksis som typen skadedyrbekjempelse som brukes, hagedesign og hvilke ekstra blomsterressurser som omgir avlingen. I Danmark støtter vårt nære samarbeid med HortiAdvice og prosjektpartnere BEESPOKE virkelig denne innsatsen. Vi har plantet ulike blandinger av lokale flerårige blomster i de fire gårdsområdene. Disse blandingene kan støtte pollinatorer, og med mer kunnskap om pollinatorer i epler og andre avlinger kan vi begynne å tilby blomsterblandinger skreddersydd for individuelle avlinger og forbedre kunnskapen om verdien av det omkringliggende landskapet for ville pollinatorer.»
Dr Physilia Chua, medforfatter fra Wellcome Sanger Institute, sa: «Våre resultater kan hjelpe bønder med å håndtere avlingene sine mot de økende truslene fra reduserte pollinatorer. Miljø-DNA kan brukes til å undersøke biologisk mangfold i jordbrukslandskap utenfor eplehager, noe som gjør det en rask og ikke-invasiv måte å få mer kunnskap om verden rundt oss på. Forstå hvordan vi kan jobbe med miljøet, for eksempel å forbedre det omkringliggende landskapet for å tiltrekke seg nyttige insekter kan bidra til krysspollinering og gjøre avlingene mer motstandsdyktige mot klimaendringer . Vi håper denne forskningen kan hjelpe samfunnet vårt til å bli mer miljøvennlig og beskytte vårt biologiske mangfold, matressurser og levebrød.»
SLUTTER
Kontaktinformasjon:
Rachael Smith
pressekontor
Velkommen til Singer Institute
Cambridge, CB10 1SA
E-post: [email protected]
Merknader til redaktører:
*Denne studien er en del av Beespoke-prosjektet, finansiert av EUs Interreg Northsea-program, hvis partner er Københavns Universitet.
BEESPOKE-prosjektet samler et bredt spekter av partnere fra beslutningstakere, forskningsinstitutter, rådgivere og sluttbrukere fra 6 land i Nordsjøregionen (NSR) for å utvikle nye produkter og tilnærminger for å øke insektpollinatormangfoldet og avlingene med 10 %.
Insektpollinering er verdt 15 milliarder euro i EU, men ville pollinatorer avtar på grunn av tap av blomsterrike habitater. Som svar vedtok EU et pollinatorinitiativ i 2018. NSR er et av de mest produktive jordbruksområdene, men pollinatorer er i tilbakegang i hele regionen. Det overordnede målet er å øke pollinator- og avlingsbestøvningsnivåene på lokal og landskapsmessig skala, og gi arealforvaltere og beslutningstakere ny finansiell ekspertise, verktøy og kunnskap for å skape mer bærekraftige og motstandsdyktige agroøkosystemer.
Link til Interreg NS Beespoke-prosjektet: https://northsearegion.eu/beespoke/project-summary/
**Dette er utført av laboratorietekniker Didde Hedegaard Sørensen ved Københavns Universitet.
Utgivelse:
N. Gomez, D. Sørensen, P. Chua, L. Sigsgaard. (2022) Vurdere mangfoldet av blomsterbesøkende leddyr i eplehager gjennom floral miljø-DNA-metabarcoding og visuell registrering. Miljø-DNA. DOI: 10.1002/edn3.362
Finansiering: Denne forskningen var en del av H2020 MSCA-ITN-ETN Plant.ID-nettverket. Studien ble finansiert som en del av EUs forsknings- og innovasjonsprogram Horisont 2020 under tilskuddsavtale nr. 765 000. BEESPOKE-prosjektet er finansiert av Interreg VB North Sea Region-programmet. Mer informasjon finnes i hele publikasjonen.
Utvalgte nettsteder:
Københavns Universitet
https://www.ku.dk/english/
Velkommen til Sangerinstituttet
Wellcome Sanger Institute er et verdensledende forskningssenter for genomikk. Vi utfører storstilt forskning som danner grunnlag for kunnskap innen biologi og medisin. Vi er åpne og samarbeider; våre data, resultater, verktøy og teknologier deles over hele verden for å fremme vitenskapen. Ambisjonen vår er høy – vi tar på oss prosjekter som ikke er mulig andre steder. Vi bruker kraften til genomsekvensering for å forstå og utnytte informasjonen i DNA. Finansiert av Wellcome har vi friheten og støtten til å flytte grensene for genomikk. Funnene våre brukes til å forbedre helsen og forstå livet på jorden. Finn ut mer på www.sanger.ac.uk eller følg oss på Twitter, Facebook, LinkedIn og bloggen vår.
Om Velkommen
Wellcome støtter vitenskapen for å løse de presserende helseutfordringene som alle står overfor. Vi støtter oppdagelsesforskning på liv, helse og velvære og takler tre globale helseutfordringer: mental helse, global oppvarming og infeksjonssykdommer. https://wellcome.org/
dagbok
Miljø-DNA
Tittel på artikkelen
Vurdere mangfoldet av blomsterbesøkende leddyr i eplehager gjennom floral miljø-DNA-metabarcoding og visuell registrering
Publiseringsdatoen for artikkelen
6. desember 2022