Datura zoekt het tot op de bodem uit (deel 1)

Kristianne van der Put steekt een bodemmonster in het veld. Foto: Roelof Jan Koops.

Onder onze voeten bevindt zich een rijkdom aan soorten. Deze bodemorganismen vervullen allerlei essentiële taken zoals de afbraak van organisch materiaal, de omzetting van stoffen en het leveren van nutriënten aan planten en bomen. De bodemgemeenschap vertelt veel over de processen die plaats vinden en dus over het functioneren van de bodem. Het is daarom nuttig om te weten welke organismen aanwezig zijn. Helaas zijn deze voor een groot deel niet te zien met het blote oog. Met behulp van DNA-technieken kunnen we de samenstelling van het bodemleven toch ontrafelen.

Bodemmonsters analyseren
Uit monsters van de bodem kan het DNA van bodemleven gedetecteerd en geanalyseerd worden. Dit DNA noemen we eDNA (environmental DNA). Aan de hand van eDNA kan onder andere de soortensamenstelling van de bodem worden bepaald. Daarbij kan ingezoomd worden op specifieke soorten, maar er kan ook juist met een breed blikveld gekeken worden naar de gemeenschap in zijn geheel. Om het eDNA te analyseren wordt het eerst vele malen gekopieerd in het laboratorium (PCR). Hierbij worden zogenaamde ‘primers’ gebruikt om een kort fragment van het eDNA te detecteren en uit te kunnen lezen.

Onze primers zijn uniek
Bij Datura maken we onder andere gebruik van universele primers. Deze zijn door ons ontwikkeld en zijn zeer geschikt om een globaal beeld te krijgen van het type biologische bodemgemeenschap. Onze primers detecteren zowel eukaryoten (organismen met DNA in een celkern) als prokaryoten (organismen zonder celkern: bacteriën en archaea). Daardoor kunnen wij bijvoorbeeld bacteriën en schimmels tegelijkertijd detecteren. Zo kunnen wij op een gestandaardiseerde manier de verhouding tussen de twee soortgroepen bepalen, zoals te zien is in de grafiek. Deze aanpak is uniek, omdat reguliere primers die gebruikt worden in de wetenschap alleen eukaryoten of alleen prokaryoten kunnen detecteren.

eDNA metabarcoding         
De techniek die gebruikt wordt om de soortensamenstelling van de bodem te bepalen is metabarcoding. Bij het uitlezen van het eDNA, de zogenaamde DNA sequencing, worden miljoenen stukjes van het eDNA vertaald in een digitale code. Het uitgelezen eDNA resulteert in een enorm grote, ruwe dataset waarop vervolgens verschillende kwaliteitschecks en analyses uitgevoerd worden. Het detailniveau is groot genoeg om een indeling te kunnen maken van functionele groepen. Voor studies naar het functioneren van de bodem geeft dit meer dan genoeg detail.

Nieuwsgierig naar de mogelijkheden en de prijzen? Neem gerust contact met ons op. Vergeet ook niet onze blog in de gaten te houden voor deel 2 over bodemanalyses. Daarin gaan we dieper in op het type data-analyses die uitgevoerd kan worden met behulp van eDNA metabarcoding resultaten.

Schimmel/bacterie ratio gebaseerd op de eDNA analyse. De verhouding geeft weer hoeveel schimmel eDNA er gedetecteerd is ten opzichte van bacterieel eDNA. Een hoge waarde geeft dus aan dat er relatief veel schimmel eDNA aanwezig was in de bodem.