Diversitet og forekomst av svepeflagellater i Arktis og europeiske farvann

Bakgrunn

Planteplanktonet i havet står for nesten halvparten av all fotosyntese og oksygenproduksjon på jorda, og er næringsgrunnlaget for det meste av livet i havet. Planteplanktonets sammensetning har betydelse for primærproduksjonen, og dermed produksjonen på høyere trofiske nivåer i havet. Et viktig spørsmål er hvordan klimaforandringer vil påvirke sammensetningen av planteplanktonet eller mikroalgene i havet. Og hvordan styrer ulike miljøfaktorer deres forekomst og produksjon?

 

For å kunne besvare disse spørsmålene trenger vi å kjenne mikroalgene som er til stede og hvordan deres forekomst varierer i tid og rom, og med ulike miljøfaktorer.

Bildet kan inneholde: natur, stemning, himmel, dagtid, gul.

Fig.1. Den fiskegiftige svepeflagellaten Chrysochromulina leadbeateri, som årsaket massiv fiskedød i Nord-Norge i 2019, sett i lysmikroskop. Foto: B. Edvardsen

Svepeflagellater (divisjon Haptophyta) er viktige primærprodusenter i havet. Mange arter danner store oppblomstringer og noen av disse (f.eks. i slektene Chrysochromulina og Prymnesium) kan være giftige for fisk og årsake fiskedød. Svepeflagellater er små nanoflagellater og kan vanligvis kun identifiseres til art med elektronmikroskop eller molekylærbiologiske metoder, og kunnskap om deres kvantitative forekomst på artsnivå er derfor svært begrenset. Med DNA-analysemetoden metastrekkoding (metabarcoding) kan man identifisere hvilke arter som er til stede i en vannprøve og deres relative andel. Vi har utviklet metoder for å kartlegge svepeflagellatforekomsten med metastrekkoding (Egge et al. 2013, Edvardsen et al. 2016).

 

Mål

Undersøke mangfold og forekomst i tid og rom av svepeflagellater i havet.

 

Spørsmål

1a. Hvilke svepeflagellater forekommer i Atlantisk Arktis og hvordan er deres forekomst gjennom året og med dypet?

 

1b. Hvilke svepeflagellater finner vi i europeiske kystfarvann og hvordan varierer sammensetningen på fem ulike lokaliteter og ved to ulike dyp?

 

2. Hvordan styrer ulike miljøfaktorer svepeflagellatsammensetningen i havet?

 

Gjennomføring/ Metode

Oppgaven vil dels bestå av å analysere ett av to eksisterende metastrekkode-datasett med bioinformatikk (Dada2) og biostatistikk i R. Det ene (a) består av svepeflagellater i Arktis vest og nord for Svalbard gjennom ett år (i prosjektet MicroPolar, se Wilson et al. 2017). Et annet datasett (b) er fra fem lokaliteter i Europeiske kystfarvann (i prosjektet BioMarks, se Massana et al. 2015).

 

En annen del av oppgaven vil kunne være å forbedre referanse-DNA-sekvensdatabasen PR2 for svepeflagellater (Haptophyta) (Edvardsen et al. 2016) ved å DNA-sekvensere fler tilgjengelige algekulturer av svepeflagellater i laboratoriet og analysere sekvenser med fylogenetiske metoder. I tillegg vil man eventuelt kunne «fiske ut» nye svepeflagellat-sekvenser fra store gendatabaser (Genbank, EMBL) med bioinformatikk og plassere disse taksonomisk med fylogenetiske analyser.

 

Dette lærer du

Oppgaven vil passe for en eller to studenter som er interesserte i analyse av store marine datasett og behersker eller ønsker å lære noe programmering og datapakken R. Du vil også få et godt grunnlag for analyse av metastrekkode-data, som er etterspurt innen forskning og miljøovervåking.

 

Referenser

Edvardsen, B., Egge, E.S., Vaulot, D. 2016. Diversity and distribution of haptophytes revealed by environmental sequencing and metabarcoding - a review. Perspectives in Phycology 3(2): 77-91.

 

Egge E, Bittner L, Andersen T, Audic S, de Vargas C, Edvardsen B. 2013. 454-pyrosequencing to describe microbial eukaryotic community composition, diversity and relative abundance: a test for marine haptophytes. PLOS One,  8(9): e74371.

 

Massana R, et al. & de Vargas C. 2015. Marine protist diversity in European coastal waters and sediments as revealed by high-throughput sequencing. Environmental Microbiology 17(10): 4035–4049.

 

Wilson B et al. 2017. Changes in marine prokaryote composition with season and depth over an Arctic polar year. Frontiers in Marine Science, 4: 1–17. doi: 10.3389/fmars.2017.00095.

 

Veiledere:

 

Bente Edvardsen

Luka Supraha

Alex Eiler

Publisert 13. aug. 2020 12:51 - Sist endret 13. aug. 2020 14:03

Omfang (studiepoeng)

60