Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Entwicklung einer Identifikationsmethode für und eine genetische Charakterisierung von Störbeständen der Donau (und des Schwarzen Meeres) als Voraussetzung für eine nachhaltige Fischerei und Artenschutzmaßnahmen (Dastmap) |
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| Titel (englisch): | Development of an identification method for and a genetic assessment of Danube River (and Black Sea) sturgeon stocks as a prerequisite for sustainable fisheries and conservation management |
| Akronym: | Dastmap |
| Beschreibung (dt.): | Hauptziel des Projekts Dastmap ist die genetische Charakterisierung und Identifizierung von Subpopulationen der noch existierenden, aber vom Aussterben bedrohten Störarten Acipenser gueldenstaedtii, A. stellatus, A. ruthenus und Huso huso in der Donau bzw. dem Schwarzen Meer als Grundlage für Managementempfehlungen zu Fischerei und Artenschutz. Dafür sollen im deutschen Teilprojekt mit Hilfe neu zu entwickelnder Mikrosatelliten-Marker für den rumänischen Abschnitt der Donau Lang- und Kurzdistanz-Migranten der Frühjahrs- und Herbstrassen aller vier Arten verifiziert und zwischen ihnen unterschieden werden. Die im deutschen Teilprojekt gewonnenen Erkenntnisse zur Populationsstruktur der vier Störarten sind essentiell für das Erreichen des Gesamtziels und werden durch Studien der rumänischen und türkischen Partner zur mitochondrialen DNA ergänzt. Die Zusammenführung aller Daten zur Festlegung von Managementempfehlungen erfolgt unter Einbeziehung aller Projektpartner. Von insgesamt 8 Work Packages (WPs) entfallen 3 auf das deutsche Teilprojekt. WP2: Isolierung von Mikrosatelliten-Loci. Auftrag an die französische Firma Genoscreen. Dauer: 2 Monate (Mai-Juni 2015). Meilensteine: 100 PCR-Primerpaare je Störart. WP3: Etablierung von 15 Mikrosatelliten-Loci für jede der 4 Störarten auf Basis des WP2. Dauer 3 Monate (Juli-September 2015). Meilensteine: Optimierte PCR-Protokolle für routinemäßige Genotypisierung in Deutschland und der Türkei; Kalibrierungsalgorithmen zur Vermeidung von Messfehlern. WP4: Mikrosatelliten-Genotypisierung von 640 rumänischen Störproben. Sammeln der Gewebeproben durch rumänische Partner erfolgt kontinuierlich während der gesamten Projektlaufzeit bis Ende 2017. Reine Laboranalytik am IGB dauert jedoch nur 3 Monate (1,5 in 2016; 1,5 in 2017). Meilensteine: Datenbank mit Mikrosatelliten-Genotypen für spätere populationsgenetische Analysen und darauf basierende Identifizierung von Managementeinheiten durch alle Projektpartner. |
| Beschreibung (engl.): | Despite numerous measures taken at national and international levels, the status of Danube sturgeon populations has worsened dramatically, urging their protection at basin level to prevent extinction. In this context, the identification of functional population segments (management entities) is considered of highest priority for sustainable fisheries and conservation management. Thus, the present project aims to apply genetic markers (microsatellite loci and mitochondrial DNA) to determine the stock structure and to verify and distinguish between long and medium distance migrants of the spring and fall races of Acipenser gueldenstaedtii, A. ruthenus, A. stellatus and Huso huso in the Romanian part of the Danube. The same methods will be used in Turkey, to discriminate the fish that are endemic in rivers Yesilirmak, Kizilirmak, Çoruh and Sakarya from fish that are utilizing Turkish coastal waters as foraging grounds solely but originate from Western and Northern Black Sea tributaries including the Danube River. Data on the stock structure and differentiation between them will finally be used to define management entities and to provide recommendations for fisheries as well as conservation management including captive breeding schemes that maximize genetic variability of stocks while maintaining their genetic integrity. The Dastmap project proposal consists of 8 work packages (WPs), of which 3 will be carried out by the German partner: WP2: Isolation of species-specific microsatellite loci. Due to lacking technical resources this task will be carried out by subcontracting a commercial service (GenoScreen, France). Within 2 months (May-June 2015) the company will provide us with 100 validated pairs of PCR primers for each of the 4 sturgeon species. WP3: Developing panels of 15 microsatellite loci per species for routine genotyping PCR primers delivered in WP2 will be tested for their suitability in routine genotyping. Based on test results 15 loci per species will be arranged with the software MultiPLX 2.1 into 5 multiplex PCR sets consisting of three loci each. Then, a Multiplex PCR Kit will be used to optimize PCR protocols. Genotyping errors due to different instruments used for microsatellite allele size measurements will be excluded by calibration, i.e. running an identical set of samples at both laboratories (IGB and CFRI) that will perform routine screening later on. It is expected that this task will take 3 months (July-September 2015). WP4: Microsatellite genotyping of Romanian sturgeon samples. Genomic DNA will be isolated from a total of 640 sturgeon samples collected in Romania till the end of 2017. Using the optimized protocols developed in WP3, 15 microsatellite loci will be PCR-amplified from each DNA sample. Microsatellite genotypes will be recorded on an automated capillary sequencer CEQ 8000 (Beckman Coulter) using its fragment analysis module. All genotypes will be examined with the MICRO-CHECKER software for the possible presence of null alleles, and to identify large allele drop out and scoring errors due to stutter bands. Finally, the multi-locus microsatellite genotypes will be stored in a MS Excel database for subsequent use in population genetic analyses by all project partners. It is expected that this task will take 3 months (1.5 in 2016 and 1.5 in 2017). |
| Ergebnis (dt.): | Störe - die Lieferanten des teuer gehandelten Kaviars f sind lebende Fossilien, die die Erde seit etwa 250 Millionen Jahren bevölkern. Durch den Verlust von Lebensräumen und Überfischung gehören sie mittlerweile zu den weltweit am stärksten gefährdeten Fischarten. Ihr Rückgang ist besonders deutlich in der Donau und im Schwarzen Meer zu beobachten. Die dort heimischen Populationen des Sternhausens (Acipenser stellatus), des Donaustörs (A. gueldenstaedtii), des riesigen Hausen (Huso huso) und des Sterlets (A. ruthenus) stellen die letzten, sich selbst erhaltenden Störbestände in Europa dar. Aber auch sie sind akut gefährdet, obwohl oder auch weil sie noch bis vor 10 Jahren befischt wurden. Für effektive Schutzmaßnahmen dieser Wildbestände sind u.a. Kenntnisse ihrer genetischen Diversität und Strukuren erforderlich. Um diese Wissenslücken zu schließen, wurden im DASTMAP-Projekt mit Partnern aus Deutschland, Rumänien und der Türkei abgestimmte, genetische Analysemethoden entwickelt. Darauf aufbauende Untersuchungen zeigten, dass in der Unteren Donau vom Sterlet noch mindestens zwei und vom Hausen drei Subpopulationen vorkommen. Als Warnsignal ist zu werten, dass bei beiden Arten schon ein hoher Grad an Vermischung nachweisbar ist. Vergleichbare Ergebnisse werden auch für den Sternhausen erwartet. Besonders dramatisch ist die Situation bereits beim Donaustör, bei dem es wegen seiner extremen Seltenheit nicht gelang, eine ausreichende Anzahl an Proben zu beschaffen. Aus den gewonnenen genetischen Daten lassen sich Schlussfolgerungen für das Bestandsmanagement der vier Arten ableiten: Oberste Priorität hat die Wiederherstellung der Wandermöglichkeiten und der Funktionalität ehemaliger Laichplätze. Dadurch könnte die beobachtete Vermischung genetischer Linien innerhalb der Arten vermieden und die Erhaltung ihrer genetischen Integrität gewährleistet werden. Als zeitlich begrenzte Zwischenlösung können ex situ Laichfischbestände dienen, die jedoch repräsentativ für die Wildpopulationen sein müssen, um für Besatzzwecke geeignet zu sein. Solche Maßnahmen sind Teil des aktuellen Aktionsplans für die europäischen Störarten, für den das Projekt wesentliche Grundlagen erarbeitet hat. Die Umsetzung dieser Strategie ist unumgänglich, um das Aussterben der Arten in Europa zu verhindern. |
| Ergebnis (engl.): | Sturgeons – the producers of the high priced caviar – are living fossils inhabiting Earth for approx. 250 million years. Today, they are among the most endangered fish species worldwide due to habitat loss and overfishing. Their decline becomes highly evident in the Danube River and the Black Sea. In these regions the native populations of the stellate sturgeon (Acipenser stellatus), the Russian sturgeon (A. gueldenstaedtii), the giant beluga sturgeon (Huso huso), and the sterlet sturgeon (A. ruthenus) represent the last self-sustaining sturgeon stocks of Europe. Despite the fact (or because) they were heavily fished until 10 years ago they are critically endangered today. Effective conservation measures for the few remaining wild populations require, among other immediate measures, knowledge on their genetic diversity and structures. In order to close these knowledge gaps the DASTMAP project partners from Germany, Romania and Turkey developed harmonized methods of genetic analyses. Subsequent studies have shown that at least two sub-populations of sterlet sturgeon and three sub-populations of beluga sturgeon are still existing in the Lower Danube River. The observed high degree of admixture between the sub-populations of both species must be interpreted as a warning signal. Comparable results are also expected for stellate sturgeon. The status of Russian sturgeon is particularly dramatic because a suitable number of samples from this species could not be acquired due to its extreme scarcity. From the genetic data obtained the following conclusions are drawn for the management of the four sturgeon species: The restoration of migration routes and functionality of historic spawning grounds has highest priority resulting in avoidance of the observed intraspecific admixture of distinct genetic lineages and ensuring their genetic integrity. Ex situ broodstocks should be established as an interim solution. These must represent the genetic diversity of the wild populations in order to be suitable for (re)stocking. Such measures are part of the Pan-European action plan for sturgeon species, to which the project provided essential prerequisites. The implementation of this strategy is inevitable to prevent the extinction of these species in Europe. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2015 / Ende: 31.10.2018 |
| Ausf. Einrichtung: | Forschungsverbund Berlin e.V. - Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Berlin |
| Themenfelder: | Wissenstransfer / Vernetzung, knowledge transfer, networking |
| Förderprogramme: | EU-Forschung |
| Schlagworte: | Marine Organismen, marine organisms, Tierzucht, animal breeding, Nachhaltigkeit, sustainability, Aquakultur, aquaculture, Fischerei, fishery, Fische, fish, Wildtiere, wildlife, Limnische Organismen, limnic organisms |
| Stichpunkte: | COFASP (1. Call) |
| Förderkennzeichen: | 2814ERA01G |
| Dokument zum Download: | 2814ERA01G_Abschlussbericht Dastmap.pdf (3,8 MB) 2814ERA01G_Kurzfassungen (de/en) Dastmap.pdf (132,5 KB) |
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