Innorays: DNA-verwantschapsanalyse

Project

Innorays: DNA-verwantschapsanalyse

Kun je met DNA-verwantschapsanalyse en 'close kin mark recapture' schatten hoeveel roggen er in de Noordzee zwemmen?

Visserij- en natuurbeheer vraagt om betere gegevens over roggen

We weten maar weinig over de vangsthoeveelheden en bestandsgrootte van de verschillende soorten roggen die in de Noordzee leven. Roggen vormen als langlevende soort echter een belangrijk onderdeel van het ecosysteem én zijn een commercieel interessante bijvangst in de platvis visserij. Door het gebrek aan kennis zijn de adviezen over duurzame vangsthoeveelheden door de wetenschappers van de Internationale Raad voor Onderzoek der Zee (ICES) alleen maar gebaseerd op gegevens van surveys met onderzoeksschepen. De populatieschattingen zijn daarom met grote onzekerheden omgeven.

Wat is de kernvraag van het onderzoek?

De kernvraag van het onderzoek is of een nieuwe en innovatieve DNA-methode toegepast kan worden om populatiegroottes van Stekelrog en Blonde rog te schatten.

De vakgroepen Animal Breeding and Genetics (ABG) en Aquaculture and Fisheries (AFI) beantwoorden deze vragen in nauwe samenwerking met de projectpartners uit de visserijsector: VisNed en de Nederlandse Vissersbond. Met de resultaten van het project verbeteren we de gegevensbasis voor het beheer van roggen én leggen we een basis om dit in de toekomst ook voor andere bestanden te doen.

Het onderzoek is onderdeel van een groter project. Wageningen Universiteit en Research onderzoekt behalve de inzet van DNA-technieken ook of we met videobeelden de populatieschattingen kunnen verbeteren.

Verzamelen van DNA

In de bemonstering voor de verwantschapsanalyse verzamelen we DNA-materiaal van 2000 stekelroggen en 1000 blonde roggen. Dit doen we door een knipje te maken in de staartvin van de rog. Daarnaast noteren we de lengte en het geslacht van elke bemonsterde rog.

Een gedeelte van de roggen waar DNA van verzameld wordt, komt uit de visserij en wordt verzameld in de visafslagen. Van deze dode dieren verzamelen we ook ruggenwervels. We proberen hieruit jaarlijkse groeiringen af te lezen. Als dit lukt, kunnen we de leeftijd van de roggen bepalen. Er worden ook DNA-monsters verzameld aan boord van onderzoeksschepen en vissersschepen bij lopende onderzoeken voor bijvoorbeeld visstandsonderzoek. Deze dieren worden na de vangst en analyse weer teruggezet in zee. Daarom verzamelen we daar alleen DNA-materiaal en geen ruggenwervels. Door deze combinatie van dataverzameling kunnen we voldoende monsters nemen met een zo groot mogelijke ruimtelijke dekking.

Verwantschapsanalyse

Nieuwe genetische technieken maken het mogelijk om de verwantschap tussen bemonsterde individuele roggen vast te stellen. We bepalen deze verwantschap door middel van het analyseren van een groot aantal Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs). Zulke SNPs zijn verschillen van één DNA-basepaar, en liggen verspreid over het genoom. Een analyse van deze verschillen kan laten zien of gevangen dieren ouder-kind paren vormen, of bijvoorbeeld halfbroers en halfzussen. Tijdens het project zullen we ook proberen om verdere familierelaties te ontrafelen, omdat daarmee de zeggingskracht van de methode over de populatiegroottes mogelijk groter wordt.

Populatieschatting

We maken een populatieschatting op basis van de verwantschap in de monsters. Dit doen we met behulp van “Close-Kin Mark-Recapture” (CKMR). Deze methode vergelijkt eerst alle mogelijke paren in de bemonsterde dieren om te zien of er sprake is van verwantschappen. Hoe groter de echte populatie is, hoe kleiner de kans dat twee willekeurige dieren uit onze bemonstering verwant aan elkaar zijn. De volgende stap is het opstellen van een model van de roggenpopulatie. Dit model houdt rekening met het geslacht, de lengte, en de leeftijd van elk dier. Het model levert een verwachting van de verwantschappen op. Deze verwachting is afhankelijk van de populatiegrootte. De laatste stap is een vergelijking tussen de gevonden verwantschappen en de verwachte verwantschappen. De meest aannemelijke populatiegrootte is die waar de verschillen tussen de verwachte verwantschappen en de gevonden verwantschappen het kleinst zijn. Dat levert uiteindelijk de populatieschatting op die het doel is van het project.

Dierproefvergunning

Voor het project Innorays is een vergunning afgegeven op grond van de Wet op de Dierproeven (2018.D-0006.001). Het project wordt mede gefinancierd met een bijdrage uit het Europese Fonds voor Maritieme Zaken en Visserij.