Populationsgenetik

Den genomiske revolution giver hele tiden nye og bedre muligheder for at bruge molekylærbaseret forskning inden for akvatisk videnskab. Det er afgørende for både fiskeriforvaltning, biodiversitet og akvakultur.

Inden for fiskeriforvaltning giver genomik en unik mulighed for – i realtid og omkostningseffektivt – at finde ud af, hvordan fiskebestande er sammensat, og hvordan de blander sig. Det er vigtig viden for at kunne forvalte fiskeriet bæredygtigt og understøtte fiskerikontrollen. DTU Aqua har udviklet genetiske identifikationssystemer, som bruges rutinemæssigt i bestandsvurderinger af blandt andet torsk og sild, så sårbare populationer kan identificeres og beskyttes.

Når man skal overvåge biodiversitet, er der brug for effektive og automatiserede løsninger med lavt klimaaftryk. Metoderne skal desuden kunne implementeres gennem hele kæden fra naturen til fødevare- og fodersektoren. Derfor forsker DTU Aqua i at bruge DNA-metoder til at kvantificere arter og populationer i komplekse prøver.

I akvakultur kan genomik anvendes til at forbedre avl og fiskesundhed. Det kan også bruges til at undersøge, hvordan undslupne opdrætsfisk påvirker vilde bestande genetisk, og til at sikre genetisk variation i opdrætsfisk, der sættes ud i naturen, som det er kendt fra den ikoniske atlantiske laks. I den forbindelse kan DTU Aqua vurdere vilde arters genetiske sundhed, som er en ny FN-indikator for biodiversitet.

Forskningsområdet ’populationsgenetik’ arbejder med at overføre de nyeste genomiske metoder til integrerede studier af genetik/genomik og økologi – også kaldet “molekylær økologi”.

Vi har gennemført overgangen fuldt fra genetik (få genetiske markører) til genomik (delvise eller hele genomer), både i forhold til medarbejderkompetencer (bioinformatik, genomisk analyse og visualisering) og laboratorier (digitalisering af prøver, next generation sequencing-udstyr og “clean labs”).

Fiskerigenomik

Vi er førende inden for “fiskerigenomik”, hvor vi udvikler værktøjer til at identificere og spore akvatiske arter, populationer og individer. Vi analyserer også DNA fra historiske prøver, f.eks. skæl og knogler, der kan være flere hundrede år gamle.

Forskningsresultaterne bruges til at forstå, hvordan mennesket påvirker naturen, f.eks. gennem udnyttelse af akvatiske ressourcer eller genopretning af økosystemer. Desuden undersøger vi, hvordan miljø- og klimaforandringer påvirker genetisk diversitet i naturen, økosystemers sårbarhed og robusthed samt ressourcegrundlaget.

MiljøDNA (eDNA)

Vi arbejder med at udvikle automatiserede metoder og robuste analyser af miljø-DNA (eDNA) fra vandprøver til overvågning af akvatisk biodiversitet på alle niveauer. Det omfatter planlægning, overvågning og evaluering af forskellige menneskelige påvirkninger i vandmiljøet, f.eks. klimaændringer, udbygning af vedvarende energi og fiskeriets påvirkning af biodiversiteten. Vi var blandt de første til at bruge eDNA til at måle bifangsten i store industrielle fangster og til at vurdere, hvordan havvindmølleparker påvirker biodiversiteten.

Vi driver verdens eneste autonome laboratorie til realtidsanalyse af eDNA (2G ESP) og anvender flere andre unikke mobile og stationære robotløsninger til at indsamle og analysere eDNA på stedet, f.eks. til realtidsdetektion af invasive pukkellaks i en islandsk flod.

Derudover har vi været pionerer inden for eDNA-baseret kvantificering af bifangst i både pelagisk og demersalt fiskeri, herunder beskyttede og truede arter (PET-arter), og vi har introduceret eDNA i rutinemæssige fiskeriundersøgelser.

DTU Aquas forskning i populationsgenetik leverer forskningsbaseret rådgivning og værktøjer, der styrker forvaltningen af akvatiske økosystemer og økosystemtjenester. Ved at anvende avancerede genomiske tilgange skaber vi viden, der hjælper med at beskytte biodiversiteten, forbedre fiskeriforvaltningen og sikre ansvarlig akvakultur.

Vores forskningsresultater bidrager til international og national rådgivning for både marine og ferskvandsorganismer og -økosystemer, f.eks. rådgivning af danske ministerier, EU og ICES (Det Internationale Havundersøgelsesråd).

Vi leverer også rådgivning, genetiske værktøjer og metoder direkte til interessenter – primært akvakultur- og fiskeriorganisationer samt virksomheder inden for vindenergi og molekylærbiologi.

Derudover bidrager vi til udviklingen af fjernstyret, autonom eDNA-analyse, f.eks. til vurdering af biodiversitetspåvirkninger ved havvindmølleparker, i samarbejde med forskningsinstitutioner og energiselskaber.

Eksternt samarbejde

Forskningsområdet ’populationsgenetik’ har et omfattende netværk af førende internationale samarbejdspartnere, herunder

• Aarhus Universitet
• Københavns Universitet
• Aalborg Universitet
• Havforskningsinstituttet
• Uppsala Universitet
• Göteborgs Universitet
• Færøernes Universitet
• Grønlands Naturinstitut
• Islands Universitet
• DNV Iceland
• Thünen Institut of Baltic Sea Fisheries
• AZTI
• Stellenbosch University
• University of Pretoria
• Monterey Bay Aquarium Research Institute

Vi samarbejder også med virksomheder og fiskeri- og akvakulturorganisationer som 

• DHI
• Ørsted
• Total Energies
• Vattenfall
• Dansk Akvakultur Producent Organisation
• Klækkerier
• DPPO (Danmarks Pelagiske Producentorganisation)
• DFPO (Danmarks Fiskeriforening Producent Organisation )
• Marine Ingredients Denmark , Danmarks Sportsfiskerforbund
• Eurofins Genomics

Internt samarbejde

Internt samarbejder vi bredt med næsten alle øvrige forskningsområder på DTU Aqua. Forskningsområdet ’populationsgenetik’ fungerer derfor som et centralt knudepunkt for molekylære analyser og understøtter anvendelsen af DNA-baserede værktøjer i andre akvatiske forskningsområder.