Name: Umwelt-DNA-Probenahme von Walbeobachtungsschiffen zur Überwachung von Walwalen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-04-10T12:35:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Erfahren Sie ein standardisiertes Protokoll zur Umwelt-DNA-Probenahme von Walbeobachtungsschiffen für die nicht-invasive Überwachung von Walen. Diese Methode ermöglicht reproduzierbare Meeresbiodiversitätsstudien.

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<table><tbody><tr><td>Alternative eDNA-Filter: SterivexTM /Waterra</td><td>Merck Millipore/Waterra Pumps Limited</td><td>SVHVL10RC/NA</td><td>0,45 &Mikro; M Porengröße. Erfordern eDNA-Erhaltungspuffer&nbsp;</td></tr><tr><td>AW1, AW2, AE-Puffer</td><td>Qiagen&nbsp; &nbsp;</td><td>19081, 19072, 19077</td><td>Pufferlösungen, die zur DNA-Reinigung während der Extraktion verwendet werden</td></tr><tr><td>Bleichlösung (1:10)</td><td>DM - Denk mit, Hygienereiniger</td><td>Angepasst</td><td>Oberflächendekontamination. Alle Schritte in Laborprozessen</td></tr><tr><td>Eimer</td><td>Bootsgeschäfte, Angelausrüstung, Amazon</td><td></td><td>Steif. Gummi oder hartes Plastik (&ge 10 L). Eine oder mehrere, abhängig von der Stichprobenaufstellung und der Logistik an Bord</td></tr><tr><td>Reinigungsreagenz, Express PCR&nbsp;</td><td>ExoSAP-IT</td><td>75001.1.EA</td><td>PCR-Produktvorbereitung für die Sanger-Sequenzierung</td></tr><tr><td>Kühlbox</td><td>Wohnraum</td><td></td><td>Isolierter starrer Behälter oder Kühlbeutel</td></tr><tr><td>Einweghandschuhe, Large (L) und Medium (M) Größen, puderfrei</td><td>Kimberly-Clark</td><td>43431, 55090</td><td>Einweghandschuhe aus Nitril oder Latex, 100-Einheiten-Packung. Benötigter Betrag: 1 Box pro 10 - 15 Fahrten</td></tr><tr><td>DNA-Standards (3 & mu; L)&nbsp;</td><td>NA</td><td>Angepasst</td><td>DNA-gewebsabgeleitete serielle Verdünnung (8 Punkte, 10 ng/& Mikro; L) vom Buckelwal. Kalibrierung in qPCR</td></tr><tr><td>DNA-sichere Laborkleidung</td><td>Falano, PP-Gesamtwertung</td><td>081-2900</td><td>Alle Schritte in Laborprozessen.</td></tr><tr><td>eDNA-Behälter</td><td>Wohn- oder Baumärkte</td><td>NA</td><td>Deckel, langlebig, transparent (&ge 10 L).&nbsp;</td></tr><tr><td>Elutionsplatte, Stabdeckel, Waschplatten, Bindeplatte</td><td>Qiagen</td><td>19581, 997004, 1031656, 302570</td><td>Kunststoffe, die für die DNA-Extraktion verwendet werden&nbsp;</td></tr><tr><td>Ethanol (8:10)</td><td>Endure, ACS ISO Klingelung</td><td>Verschiedene</td><td>Banksterilisation. Alle Laborschritte</td></tr><tr><td>Felddatenblätter</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fluoreszenzbasierter Hochsensitivitätstest</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Q32851</td><td>Qubit dsDNA Hochsensitivitätstest (Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA)</td></tr><tr><td>Hochgeschwindigkeitszentrifuge (24.000 U/min)</td><td>Hettich Zentrifugen&nbsp;</td><td></td><td>Trennt DNA-haltiges Supernatant von Ablagerungen. DNA-Lyse</td></tr><tr><td>Eispacks</td><td>Wohngeschäfte</td><td></td><td>Kühlung der Proben im Schiffscontainer</td></tr><tr><td>IPC-Vorwärts- und Rückwärtszündhütchen</td><td>Integrierte DNA-Technologien</td><td>NA</td><td>Maßgeschneidertes Produkt zur Amplifikation der DNA der Zielart</td></tr><tr><td>IPC PrimeTime qPCR Probes</td><td>Integrierte DNA-Technologien</td><td>NA</td><td>Maßgeschneidertes Produkt zur Amplifikation der DNA der Zielart</td></tr><tr><td>Laminarströmungshaube&nbsp;</td><td>Kendro Laboratory Produkte</td><td>VFS1206</td><td>Sterile Umgebung für Reagenzienpräparate in der qPCR-Vorbereitung</td></tr><tr><td>Laminiertes, illustriertes Feldprotokoll &nbsp;</td><td></td><td></td><td>Angepasst</td></tr><tr><td>Lysis-Puffer</td><td>Qiagen</td><td>79216</td><td>DNeasy-Lysepuffer AL. Alternative zu TES-Puffer + Proteinase K</td></tr><tr><td>Magnetische Perle; basierter DNA-Roboter</td><td>KingFisher Apex 96 PCR-Kopf</td><td>5400910</td><td>Software: BindIx PC&nbsp;</td></tr><tr><td>Magnetische Partikel zur Nukleinsäurebindung (30 & Mikro; L)</td><td>Qiagen</td><td>67563</td><td>MagAttract-Partikel. Erleichtert die DNA-Bindung an magnetische Perlen bei der DNA-Extraktion</td></tr><tr><td>Master-Mix (5 & mu; L)</td><td>EMM, Lebenstechnologien</td><td>4396838</td><td>TaqMan Umwelt-Mastermix (2.0)</td></tr><tr><td>Mini Plate Spinner Zentrifuge&nbsp;</td><td>Labnet</td><td>C1000</td><td>Flüssigtropfen und Kondensation aus PCR und Mikroplatten abspritzen</td></tr><tr><td>OneStep-96 PCR-Inhibitor-Entfernungsset</td><td>ZYMO-Forschung</td><td>D6035</td><td>Reinigung und Entfernung von Schadstoffen in eDNA-Extrakten&nbsp;</td></tr><tr><td>PCR-Platten</td><td>Bio-Rad</td><td>HSP9601</td><td>Hartschale 96-Well</td></tr><tr><td>Pipetten + sterile gefilterte Spitzen</td><td>Pipetten: BIOHIT, Filtertipps: Biozym Safe&nbsp; Seal Tipps&nbsp; Profi</td><td>Verschiedene</td><td>Manuelle oder elektronische Pipetten können mit unterschiedlichen maximalen Lautstärken verwendet werden</td></tr><tr><td>Plate Spinner Zentrifuge&nbsp;</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Entfernt Blasen vor qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Proteinase K</td><td>Avantor VWR</td><td>A4392.0010</td><td>Verdauung von Proteinen, um die DNA-Freisetzung während der Lyse zu unterstützen</td></tr><tr><td>Gereinigtes Wasser</td><td>MilliQ</td><td>NA</td><td>RNase-freies Wasser, verwendet für Negativkontrollen und Reinigungslösungen;</td></tr><tr><td>Reaktionsröhren (2 mL)</td><td>Eppendorf</td><td>30120094</td><td>DNA-Lyse</td></tr><tr><td>Echtzeit-quantitativer PCR-Thermocycler</td><td>Analytikjena</td><td>NA</td><td>QTower 3G-Plattform. Ampifiziert und quantifiziert DNA in Echtzeit</td></tr><tr><td>Seile</td><td>Bootsfahrt, Baumärkte, Fischerhäfen</td><td>NA</td><td>Starkes Material (z. B. Polyethylen oder Zopfseil). Länge mindestens doppelt so hoch wie das Gefäß</td></tr><tr><td>Dichtfolie, Klebstoff, optisch</td><td>Bio-Rad</td><td>MSB1001</td><td>Mikroversiegelung 'B'. Versiegeln Sie die PRC-Platte vor der PCR</td></tr><tr><td>Selbsterhaltende eDNA-Filter</td><td>Smith-Root&nbsp;</td><td>11579-25</td><td>1.2 &Mikro; M Porengröße. Menge pro Stichprobenkampagne: je nach Bedarf</td></tr><tr><td>Schiffscontainer</td><td>Labore, Apotheken, Amazon</td><td>Verschiedene</td><td>Styroporisoliert</td></tr><tr><td>Software zur biologischen Sequenzausrichtung und -analyse</td><td>Biografie-Bearbeitung</td><td>Version 7</td><td>Benutzerfreundlicher Editor für biologische Sequenzausrichtung und Analyseprogramm für Windows 95/98/NT</td></tr><tr><td>Quetschflasche</td><td>Labore, Apotheken</td><td>Verschiedene</td><td>Gefüllt mit Haushaltsbleichmittel (1:10)</td></tr><tr><td>Statistische Analysesoftware</td><td>R-Studio-Team. (2023)</td><td>Version 4.2.1</td><td></td></tr><tr><td>Sterilisierte, DNA-freie Handschuhe</td><td>Sempercare&nbsp; Ausgabe</td><td>79712</td><td>Alle Schritte in den Laborprozessen.&nbsp;</td></tr><tr><td>TES-Puffer</td><td></td><td></td><td>Benutzerdefiniertes Produkt, äquivalent zum DNeasy-Lysis-Puffer</td></tr><tr><td>Giftiger Abfallbehälter</td><td></td><td></td><td>Sichere Entsorgung gefährlicher Abfälle. Alle Schritte</td></tr><tr><td>UV-Lampe&nbsp;</td><td>SterilAIR</td><td></td><td>Sterilisation der Haube zur qPCR-Vorbereitung</td></tr><tr><td>Vortex-genie 2 Vortex Mixer&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>50728002</td><td>Homogenisiert und mischt Reagenzien. DNA-Lyse, Extraktion</td></tr><tr><td>Abfallbehälter</td><td>Wohngeschäfte</td><td></td><td>Kleiner starrer Behälter</td></tr><tr><td>Wasserpumpe (peristaltisch/vakuum)</td><td>Eijkelkamp; Solinst/Smith-Root&nbsp;</td><td>12.34.SB; 410/12099</td><td>Tragbare Pumpen</td></tr><tr><td>Wasserdichter Marker</td><td>Verschiedene</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

umwelt-dna-probenahme von walbeobachtungsschiffen zur Überwachung von walwalen

Environmental DNA Sampling from Whale-Watching Vessels for Cetacean Monitoring

Umwelt-DNA-Probenahme von Walbeobachtungsschiffen zur Überwachung von Walwalen

Environmental DNA (eDNA) offers a non-invasive approach for monitoring cetaceans, yet its widespread application from operational platforms requires ...

Dieses Protokoll bietet einen standardisierten Ansatz zur Wal-eDNA-Entnahme während Walbeobachtungskreuzfahrten. Es sind viele verschiedene eDNA-Probemethoden verfügbar. Dies erschwert die vergleichende Datenanalyse.Unser Protokoll wurde hinweg über Umweltbedingungen und Schutzmaßnahmen vor Verunreinigung optimiert. Mit Unterstützung eines eDNA-Radiolabors kann dieses Protokoll von Laien und Bürgerwissenschaftlern während Walbeobachtungen und weltweit durchgeführt werden. Zu Beginn bereiten Sie Felddokumentationsmaterialien vor, einschließlich der Felddatenblätter und des laminierten Schritt-für-Schritt-Protokolls für die Umwelt-DNA-Probenahme von Walen.Lege einen wasserdichten Marker, zwei eDNA-Filter pro Flukeprint, genügend Handschuhe und einen speziellen Abfallbehälter in die Kiste. Bereiten Sie einen oder mehrere starren Eimer vor, die für den Schiffstyp und die Bordkonfiguration geeignet sind, einen sekundären Umwelt-DNA-Behälter sowie eine tragbare peristaltische oder Vakuumwasserpumpe. Tragen Sie Handschuhe bei allen Ausrüstungshandhabungen und wechseln Sie die Handschuhe zwischen den Aufgaben.Um die Ausrüstung zu sterilisieren, wenden Sie eine verdünnte Haushaltsbleichlösung auf, indem Sie gleichmäßig auf alle Oberflächen der Eimer, Deckel, Behälter und Pumpenschläuche spritzen. Dreimal gründlich mit Leitungswasser abspülen. Bringen Sie alle Materialien vor Ankunft der Passagiere an Bord und lagern Sie sie in einem ausgewiesenen, sauberen Bereich.Koordinieren Sie den Zeitpunkt und die Positionierung der Probenahme des Schiffes mit der Besatzung. Beobachten Sie Oberflächenmuster im Wasser, um Waltauchgänge vorauszusehen. Sammeln Sie so schnell wie möglich 20 Liter Meerwasser aus dem Flukeprint und sorgen Sie für eine Verzögerung von nicht mehr als 10 Minuten nach den Waltauchgängen.Entnehmen Sie Proben aus verschiedenen Regionen unter individuell angepassten logistischen Bedingungen für jeden Standort und Schiffstyp. Falls nötig, transportieren Sie das gesammelte Wasser zu einer ausgewiesenen Filterstation an Bord, um Verschüttungen zu vermeiden. Erfassen Sie die Artidentität, die Koordinaten des geografischen Positionssystems, die Zeit und die Identifikation der Proben im Datenblatt.Wechsel die Handschuhe vor der Filtration. Öffne den Filterbeutel und halte den Filter nur am Auslass. Stecke den Einlass in den Schnorchel und verbinde dann das Pumpenrohr mit dem Auslass.Tauchen Sie den Schnorchel in die Wasserprobe, ohne das Filtergehäuse zu untertauchen, und stellen Sie die Pumpe auf einen schnellen, gleichmäßigen Durchfluss. Filtern Sie kontinuierlich 10 Liter und überwachen Sie die Durchflussstabilität. Als Nächstes drehen Sie den Filter um und lassen die Pumpe 30 bis 60 Sekunden laufen, um das Restwasser zu entfernen.Passen Sie die Filterpumpe an die Bedingungen des Feldes an. Schalte die Pumpe aus und trenne den Schlauch ab. Setze den Filter sofort in den Originalbeutel und beschrifte ihn.Wechseln Sie die Handschuhe und bereiten Sie die Filtration für die zweite Replikation vor. Bewahren Sie die selbsterhaltenden Umwelt-DNA-Filter in einem sicheren, trockenen Behälter in einem schattigen Raum mit Umgebungstemperatur auf. Kühlen Sie die Filter, wenn die Umgebungstemperatur 20 Grad Celsius überschreitet, und versenden Sie sie innerhalb von drei Monaten.Führen Sie alle Laborprozeduren in speziellen ultraviolett-sterilisierten Räumen mit ausreichender Belüftung durch. Nachdem Sie DNA-freie Handschuhe und Schutzkleidung angezogen haben, reinigen Sie die Werkbänke gründlich. Mit DNA-freien Pinzetten faltet man die Filtermembran in Dreiecke und überträgt sie in ein Zwei-Milliliter-Reaktionsrohr mit nach unten ausgerichteter Spitze.Fügen Sie jedem Reaktionsröhrchen einen 400-Mikroliter-Lysispuffer mit 380 Mikrolitern TES-Puffer und 20 Mikrolitern Proteinase K hinzu. Vortex kurz und inkubieren bei 56 Grad Celsius für mindestens drei Stunden mit Bewegung. Setzen Sie den Filter in einen Kunststoffeinlass mit perforiertem Boden und zentrifugieren Sie bei 18.626 G für 10 Minuten bei Raumtemperatur, um den Lysispuffer vom Filter zu trennen.Pipettenextraktionsreagenzien in Waschplatten und Elutionsplatten. Verwenden Sie mehrere Bindeplatten, wenn das gesamte Lysatvolumen 300 Mikroliter übersteigt. Vortexmagnetische Partikel und 30 Mikroliter pro Bohrloch in die erste Bindeplatte hinzufügen.Führen Sie das vorläufige DNA-Aufnahmeprogramm für zwei Bindplatten und das anschließende DNA-Extraktionsprogramm am Roboter durch. Um alle QPCR-Reaktionen in dreifacher Ausführung durchzuführen, bereiten Sie die erforderliche Mastermischung in einem dedizierten Arbeitsbereich vor und verteilen sie über die Brunnen. Geben Sie jedem Brunnen drei Mikroliter entweder des Ziel-DNA-Standards oder des eDNA-Extrakts.Nach dem Abdichten der vorbereiteten PCR-Platte wird sie bei 3.500 G für 10 Sekunden zentrifugiert und die Platte in den Echtzeit-quantitativen PCR-Thermocycler eingeleitet. Führen Sie schließlich den Test unter optimierten Radfahrbedingungen durch. 247 Umwelt-DNA- oder eDNA-Proben wurden in der Skjalfandi-Bucht, Island, und auf den Azoren gesammelt, wobei bis zu 10 Liter Meerwasser mit zwei selbsterhaltenden eDNA-Filtern pro Flukeprint gesammelt wurden.Von den 44 eDNA-Filtern, die für Buckelwal-eDNA analysiert wurden, lieferten 20 Amplifikationssignale, während 24 keine Amplifikation zeigten. Extraktionsrohlinge, Feldkontrollen und quantitative PCR-Kontrollen zeigten keine nachweisbare Amplifikation, was auf das Ausbleiben einer Kontamination hinweist. Unter den positiven Reaktionen ergaben neun eDNA-Filter mindestens einen Zyklus-Schwellenwert unterhalb der Nachweisgrenze und wurden als zuverlässige Nachweise eingestuft.Die übrigen 11 EDNA-Filter erzeugten Zyklusschwellenwerte über dem Nachweisgrenze, was auf plausible Nachweise hinweist. Der mittlere Zyklusschwellenwert war bei den Azoren-eDNA-Filtern mit etwa 34,7 geringfügig niedriger als bei den Island-Filtern mit einem Wert von etwa 36,9. Der Unterschied in den Zyklus-Schwellenwerten zwischen den eDNA-Filtern der Azoren und Island war statistisch nicht signifikant.Dieses Protokoll kann für zukünftige groß angelegte eDNA-Probenahmekampagnen zur Untersuchung der marinen Biodiversität oder der Genetik der Walpopulationen verwendet werden. Dieses Protokoll ermöglicht den nicht-invasiven Nachweis und die Überwachung von Walen und gleichzeitig vorkommende Taxa mittels eDNA, die in Flukeprints von Walbeobachtungsschiffen enthalten ist.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Das Video dokumentiert Methoden zur Erhebung Coastal Marine Wasserproben und deren Verarbeitung für verschiedene Downstream-Anwendungen einschließlich Biomasse-Konzentration, Aufreinigung von Nukleinsäuren, Zell-Hülle und Fülle, Nährstoff-und Spurengasen analysiert.

Meerwasser Probenahme und Sammlung

Wir präsentieren ein nicht-invasives Vorgehen bei der Probennahme, um effizient zu sammeln Haarproben von schwer fassbaren kleinen Säugetieren, wie für den amerikanischen pika gezeigt. Wir demonstrieren den Nutzen dieser Methode durch Extraktion von DNA aus Proben Haar und verstärkt verschiedene Arten von molekularen Markern häufig in Studien für Wildtierkunde und Ökologie und Naturschutz eingesetzt.

Ein nicht-invasives Haar Sampling-Technik, um High Quality DNA aus Elusive Kleinsäuger erhalten

Wir beschreiben ein Protokoll für die Filtration von Wasserproben mit einer Filterpatrone und die Extraktion von Umwelt-DNA (eDNA), ohne dass das Gehäuse aufgeschnitten werden muss, um den Filter zu entfernen. Dieses Protokoll wurde für das Metabarcoding von eDNA von Fischen entwickelt, ist aber auch auf eDNA aus anderen Organismen anwendbar.

Die Verwendung einer Filterpatrone für die Filtration von Wasserproben und Extraktion von Umwelt-DNA

Das Protokoll unten beschreibt die Methodik für: Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche, die Trennung von mikro und chemische Identifizierung von Partikeln. Dieses Protokoll ist in Einklang mit den Empfehlungen für Mikroplastik Überwachung durch die MSFD Technical Subgroup am Marine Litter veröffentlicht.

Protokoll für die Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche und Probenanalyse

Die meisten Microplastic Forschung bis jetzt aufgetreten in marinen Systemen wo abgehängte solide relativ niedrig sind. Fokus ist jetzt verschiebt sich auf Süßwasser-Systeme, die hohe Sedimentfracht und Treibgut bieten kann. Dieses Protokoll Adressen sammeln und Analysieren von Microplastic Proben von aquatischen Umgebungen, die hohe hängende solide Lasten enthalten.

Probenahme, Sortieren und Charakterisierung Mikroplastik in aquatischen Umgebungen mit hohen abgehängte Sedimentfracht und große schwimmende Trümmer

Umwelt-DNA-Assays erfordern eine strenge Konzeption, Prüfung, Optimierung und Validierung, bevor mit der Erfassung von Felddaten begonnen werden kann. Hier stellen wir ein Protokoll vor, um Benutzer durch jeden Schritt der Entwicklung eines artspezifischen, sonsonenbasierten qPCR-Tests zum Nachweis und zur Quantifizierung einer Zielart-DNA aus Umweltproben zu führen.

Entwicklung und Prüfung artspezifischer quantitativer PCR-Assays für Umwelt-DNA-Anwendungen

Hier präsentieren wir ein einfaches Protokoll für die nichtinvasive genetische Probenahme von Schmetterlingspopulationen, die auf der Feldsammlung von Resteierresten basiert. Es kann verwendet werden, um die Identität von Arten zu bestätigen und genetische Variation zu quantifizieren. Dieses Protokoll kann leicht an breitere Gruppen für die Beteiligung der Community Science angepasst werden.

Einsatz von Community-Wissenschaftlern zur Durchführung zerstörungsfreier genetischer Probenahmen seltener Schmetterlingspopulationen

Hier stellen wir ein neuartiges Protokoll zur Gewinnung mariner eDNA durch die Entnahme und Filtration von Meerwasserproben von in Betrieb befindlichen Fähren und anderen Handelsschiffen vor.

Das schwimmende Labor: Standardverfahren zum Sammeln und Filtern von Meerwasserproben von in Betrieb befindlichen Fähren für die Umwelt-DNA-Analyse

Das Protokoll erkennt wichtige Gene für den Methankreislauf in den Feuchtgebieten der südtexanischen Küste und visualisiert ihre räumliche Verteilung, um das Verständnis der Methanregulierung und ihrer Umweltauswirkungen in diesen dynamischen Ökosystemen zu verbessern.

Wir danken den C-REAL-Mitgliedern für ihre Unterstützung bei der Feldbeobachtung und bei Laboranalysen.Visualisierung der mikrobiellen Dynamik des Methankreislaufs in Küstenfeuchtgebieten

Hier beschreiben wir Methoden der Probenahme aus den euphotischen Zonen von Meeres- und Süßwasserökosystemen zur Isolierung von Cyanophagen (und ihren Wirten) und Post-Sampling-Prozesse, die einzelne Genotypen anreichern und die Dynamik der Virus-Wirt-Interaktion charakterisieren.

Umweltproben von photosynthetischen Mikroben und ihren Viren: Vom Feld ins Labor

Erfahren Sie ein standardisiertes Protokoll zur Umwelt-DNA-Probenahme von Walbeobachtungsschiffen für die nicht-invasive Überwachung von Walen. Diese Methode ermöglicht reproduzierbare Meeresbiodiversitätsstudien.

Umwelt-DNA-Probenahme von Walbeobachtungsschiffen zur Überwachung von Walwalen

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