gwDNA

Entwicklung und Etablierung einer auf Umwelt-DNA-basierten Methode als Grundlage zur standardisierten, ökologischen Bewertung von Trink- und Grundwässern

Alle biologischen Bewertungsverfahren und Biodiversitätsmessungen beruhen auf einer möglichst umfangreichen, reproduzierbaren und kosteneffizienten Artbestimmung. In den letzten Jahren haben sich vor allem DNA-basierte Verfahren, z.B. das DNA-Barcoding durchgesetzt. Die Analyse von Umwelt-DNA (environmental DNA; eDNA) ist eine Erweiterung dieses Ansatzes, welcher bisher nur in terrestrischen und in Oberflächengewässern eingesetzt wurde und ermöglicht es, alle in einem Habitat vorkommenden Arten aufgrund geringster Spuren von DNA nachzuweisen.

Die Technik dieses Verfahrens mittels Umwelt-DNA (eDNA=environmental DNA) beruht darauf, dass keine Organismen mehr mühsam gesammelt werden müssen, sondern deren DNA aus Wasser- und Bodenproben entnommen und analysiert werden. Anschließend werden kurze spezifische Fragmente der DNA vervielfältigt, sequenziert und mit einer Referenzdatenbank taxonomisch abgeglichen, um so die in den Proben vorkommenden Organismen zu identifizieren. 

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 Abb.1: Probenahme an einer Grundwassermessstelle                                Abb.2: Filtration der eDNA

 

 

Mit dem Kooperationsprojekt gwDNA soll eine eDNA-Metabarcoding-basierte Methode auf die Trink- und Grundwasser (TGW)-Versorgung übertragen und etabliert werden, um die Invertebratenfauna  zu erfassen und zu bewerten. Viele der dort lebenden Arten kommen in nur sehr geringen Dichten vor und sind morphologisch schwer zu identifizieren. Hinzu kommt ein Mangel an taxonomischen Fachkenntnissen, bzw. Grundwassertaxonomen, die über das benötigte Fachwissen verfügen. Elementar und einer der zentralen Punkte, ist der Aufbau einer umfassenden Grundwasser-Datenbank, als auch einer DNA-Referenzbibliothek. In einer ausgiebigen Fallstudie wird das Artenspektrum im Freiland und in Trinkwasserversorgungsanlagen, das Artenspektrum sowohl morphologisch, als auch molekular bestimmt. Damit kann ein Vergleich zwischen der klassisch, morphologischen Bewertung und dem neuen, molekularen Ansatz gezogen und Standard Operational Procedures („SOP“) zum Umgang, Analyse und Bewertung mit eDNA formuliert werden. Am Ende des Projekts steht ein schnelles, kostensparendes, standardisiertes und für den Hochdurchsatz geeignetes Werkzeug zur ökologischen Bewertung von Trink- und Grundwasser zur Verfügung.