Identifying and monitoring trade in Tanzanian wild-harvested medicinal plants using innovative genomics-based DNA barcoding Identifiering och övervakning av handeln i vildskördade medicinalväxter i Tanzania med innovativ genomik-baserad DNA barcoding I Tanzania används medicinalväxter av många människor som primär källa för hälsovård. Kommersiell handel är det största hotet mot vilda medicinalväxter. Där insamlingen av vilda medicinalväxter sker mest, är i kustskogar och i afroalpina områden, som också är några av de mest hotade platserna för den biologiska mångfalden i Afrika. Övervakning av handeln med vilda medicinalväxter är komplicerad eftersom de flesta material handlas i torkad eller pulveriserad form. Uppskattningsvis så bedrivs denna handel med mer än 500 arter. Övervakning av handeln i Tanzanias genetiska resurser är avgörande för implementering av Convention on Biological Diversity (CBD) och Convention on International Trade in Endangered Species (CITES), samt för att skapa ett system för hållbart utnyttjande. Molekylära metoder för identifiering av biologiskt material, såsom DNA barcoding med standardmarkörer och nästa generations sekvensering (NGS), gör det möjligt att identifiera bearbetat material som hittills har varit omöjligt att identifiera. Dessa metoder har förbättrats de senaste åren och i allt högre grad används forensisk identifiering av CITES-listade växter. Projektet syftar till att använda kvantitativa marknadsundersökningar i kombination med strukturerade intervjuer för att dokumentera förekomst, tillgänglighet och kvalitet på arterna i handeln, och att använda nästa generations DNA-sekvensering för molekylär artbestämning. DNA-sekvensdata från marknadsprov kommer att användas för molekylär identifiering genom att matcha de genererade sekvenserna med sekvenser från identifierade refererade herbariesamlingar från tidigare fältarbete, internationella herbarier, och även mot online-databaser. Detta kommer att möjliggöra korrekt identifiering av insamlade vilda växter samt de specifika delar som används inom läkekonsten, t.ex. rötter, bark och trä, innan dessa behandlas vidare för försäljning i detaljhandeln, och möjliggöra identifiering på artnivå. Molekylär DNA-identifiering av växtmaterial är av uttalat starkt intresse för forskningskapaciteten vid Institutet för traditionell medicin (ITM) i Tanzania, eftersom det skulle göra det möjligt för identifiering och övervakning av nationell så som internationell handel av Tanzanias rika biologiska och genetiska mångfald. Identifieringen är avgörande för genomförandet av CBD och CITES, stävjandet av biopiracy och den illegala handeln med utrotningshotade djur, och dessutom förbättra kunskapen om (inter)nationell handel av medicinalväxter. Medicinalväxthandeln är oftast en horisontell handel mellan låginkomstländer, som ofta förvärras av okunskap och otillräckliga morfologiska identifieringsmetoder. Den kompetens och utrustning som krävs för utvecklingen av molekylära identifieringsmetoder, speciellt de som involverar nästa generations sekvensering (NGS), finns hos en liten grupp höginkomstländer. Samarbetet kring utveckling av dessa identifieringssystem är en väsentlig del av kunskapsöverföring, horisontell rättvisa och kooperativ kunskapsutveckling. Dessa system kan användas oberoende av varandra i länder som Tanzania genom att bygga upp en lokal forskningsinfrastruktur, och därigenom göra det möjligt för lokal utbildning och spridning av dessa metoder. Identifieringsmetoderna kommer att komma till användning för statliga och icke-statliga organ med uppgift att övervaka den pågående illegala handeln och därigenom bidra till ett ökat miljöskydd. Utbildning och handledning till lärare och doktorander vid ITM i molekylärbiologiska metoder för DNA-barcoding kommer att möjliggöra snabb spridning av kunskap, samt ge viktig träning i molekylär metodik som är en efterfrågad kompetens inom lokala forsknings- och utvecklingsfunktioner inom läkemedelsindustrin. In Tanzania, medicinal plants are an important source of primary healthcare. Molecular identification of plant material is an expressed critical interest for the research capacities at the Institute of Traditional Medicine, ITM, as it allows for the identification and monitoring of trade in Tanzania´s rich biological and genetic resources, which is crucial to implementing the CBD and CITES conventions. Our lab in Uppsala has been at the forefront of the development of DNA barcoding of plant species in trade and forensic material, and our work with next-generation sequencing for analysis of species complexes and mixtures is state-of-the-art. The objectives of the project are to: 1) make a quantitative investigation of wild-harvested medicinal plants; 2) identify diversity and volumes of medicinal plants traded in Tanzania; 3) use DNA barcoding for the identification of medicinal plants traded from local markets, border checkpoints and Dar es Salaam Airport; 4) use Ion-Torrent NGS for molecular identification of species in mixtures and processed products; 5) and use standard and innovative NGS-generated markers for the identification of wild-harvested orchids. This project will help our partners to take directed measures to protect consumers from toxic adulterants, protect endangered species from destructive overharvesting, curb biopiracy and trade in endangered wildlife, and facilitate controlled sustainable exploitation of medicinal plant resources.