1 / 50

DNA Barcoding - Stregkode arter

DNA Barcoding - Stregkode arter. Identificering af en organisme ved at sammenligne DNA-sekvensen fra ét gen med et sekvensregister for samtlige organismer!. DNA Barcoding - stregkode arter. Program:. Metoden i korte træk. Gennemgang af artiklen. Seneste nyt. Spørgsmål. ?.

willow
Download Presentation

DNA Barcoding - Stregkode arter

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. DNA Barcoding- Stregkode arter Identificering af en organisme ved at sammenligne DNA-sekvensen fra ét gen med et sekvensregister for samtlige organismer!

  2. DNA Barcoding - stregkode arter Program: • Metoden i korte træk • Gennemgang af artiklen • Seneste nyt • Spørgsmål

  3. ?

  4. DNA Barcoding - stregkode arter

  5. DNA Barcoding - stregkode arter

  6. DNA Barcoding - stregkode arter

  7. DNA Barcoding - stregkode arter

  8. DNA Barcoding - stregkode arter • Biological identifications through DNA barcodes(2003): Hebert, P. D. N, Cywinska, A, Ball, S. L. and deWaard, J. R. Proc. R. Soc. Lond. B.270: 313-321 Paul Hebert Mr. Barcode

  9. DNA Barcoding - stregkode arter Baggrunden for at lave stregkode arter • 10-15 millioner arter (måske helt op til 100 mil.) • 1 taxonom kan skelne 0,01% 15000 taxonomer

  10. DNA Barcoding - stregkode arter Ulemper ved morfologi • Fænotypisk plasticitet & genetisk variabilitet • Cryptiske taxa • Morfologi følger livs stadier og køn • Svært at bruge på vira, bakterier og Protista • Kræver stor ekspertise (uddør med forsker!)

  11. DNA Barcoding - stregkode arter Antal af forskellige sekvenser ud fra antal af baser 4^(antal af baser) = Dvs. sekvens med 15 baser = 1 milliard mulige kombinationer: 100 gange flere end arter

  12. DNA Barcoding - stregkode arter Forudsætninger for valg af gensekvens: • Skal findes i ALLE arter • Nemt at analysere • Skal kunne identificere ALLE arter

  13. DNA Barcoding - stregkode arter Hvilke type gen skal man vælge? • Et hvor mutationer tillades F.eks et proteinkodende gen da substitutionsraten i 3’ position er høj, eftersom codons er degenereret

  14. DNA Barcoding - stregkode arter Begrænsninger for kun at benytte 3’ base i codon: 1) Bias: A-T i leddyr og G-C i chordater Bruge en længere sekvens. 2) Ofte ens i tæt beslægtet dyr Lige meget, da de fleste arter blev dannet for >million år siden

  15. DNA Barcoding - stregkode arter Kan ikke bestemme hvor lang sekvens skal være, da substitutionsraten er forskellig mellem gener og taxa.

  16. DNA Barcoding - stregkode arter Vælger et mitokondrie gen fordi: • Minus introns • Begrænset rekombination -Maternel nedarvning • Robuste primers

  17. DNA Barcoding - stregkode arter Hvilke gen i mitokondriet skal man da vælge? Tidligere studier er ofte baseret på ribosomale gener, men de har indels Bruge et af de 13 proteinkodende gener i stedet

  18. DNA Barcoding - stregkode arter Vælger COI genet (cytochrome c oxidase I) elektrontransportkæden

  19. DNA Barcoding - stregkode arter COI genet har 3 fordele 1) Meget robuste primere 2) Har stor phylogenetisk signal pgr. høj evolutionær rate (3 x 12S,16S) 3) Kan identificere en organisme til højere taxonomisk enhed alene ved at se på aminosyrer

  20. DNA Barcoding - stregkode arter Laver 3 COI profiler : 1) Phylum niveau: 7 mest diverse dyre rækker 2) Ordinal niveau: Hexapoda,  biodiversitet 3) Arts niveau: Lepidoptera,  sekvens diversitet

  21. DNA Barcoding - stregkode arter 1) Phylum niveau: • - 100 arter fordelt på 7 rækker • - 669 bp • - Aminosyre differentiering • Poisson-korreleret p-distancer • Neighbour-joining analyse

  22. DNA Barcoding - stregkode arter 1) Ordinal niveau: • - 1 fra 100 familier fordelt på 8 ordener • - 624 bp • - Aminosyre differentiering • Poisson-korreleret p-distancer • Neighbour-joining analyse

  23. DNA Barcoding - stregkode arter 1) Arts niveau: - 1 fra 200 arter - 617 bp - Nukleotid differentiering - Kimura-2-parameter - Neighbour-joining analyse - Multi dimensional scaling (MDS plot)

  24. DNA Barcoding - stregkode arter Test taxa: prøve at bruge nogle fra tilsvarende niveau der ikke indgår i profilen

  25. DNA Barcoding - stregkode arter • Phylum: 55 test taxa (5 fra hver af de små rækker og 15 fra Arthropoda og Mollusca) 2) Ordinal: 50 test taxa (1-5 fra små ordener og 5-10 fra store ordener) 3) Art: 150 andre individer fordelt på de 200 arter

  26. DNA Barcoding - stregkode arter Resultater

  27. DNA Barcoding - stregkode arter Phylum profil på 7 dyre rækker 53 ud af de 55 test taxa blev identificeret • polycheat: tilhørte en orden der ikke var i profilen (mollusk) Dvs. succesrate på 96% - musling: tilhørte en subklasse rep. m. ét eksemplar (leddyr)

  28. Phylum Arthropoda Chordata Echinodermata Mollusca Annelida Mollusca Mollusca Nematoda Mollusca Nematoda Plathyhelminthes 0,1

  29. DNA Barcoding - stregkode arter Ordinal profil på 8 insekt ordener 50 ud af de 50 test taxa blev identificeret Dvs. succesrate på 100%

  30. Ordinal Lepidoptera Coleoptera Hymenoptera Coleoptera Coleoptera Diptera Orthoptera Plecoptera Blattaria Ephemeroptera

  31. DNA Barcoding - stregkode arter d: mean poisson corrected p-distances n: antal af familier i ordenen Hurtigst Langsomst

  32. DNA Barcoding - stregkode arter Arts profil på 200 sommerfugle arter 150 ud af de 150 test taxa blev identificeret Dvs. succesrate på 100%

  33. Art MDS plot af 200 arter af sommerfugle Geometroidea Noctuoidea 3 superfamilier Sphingoidea

  34. Test MDS plot: 18 arter af Arctiidae

  35. Test MDS plot: 20 arter af Notodontiidae

  36. Test MDS plot: 11 arter af Sphingidae

  37. DNA Barcoding - stregkode arter K2P distancer for 5 sommerfugle familier Gennemsnit 0,25% 6,8% 11,2% Kun 4 sammenligninger viste en divergens < 3%

  38. DNA Barcoding - stregkode arter Opsummering

  39. DNA Barcoding - stregkode arter Kan man bestemme en grænseværdi for divergens mellem 2 arter? Vertebrater: 2% for cytochrom b (Avise & Walker 1999) Lepidoptera: 3% for COI

  40. DNA Barcoding - stregkode arter Konklusion: • COI er i stand til at identificere ned til artsniveau - Skal bare tage hensyn ved polploidization, hybridisering og intregression • COI database vil være færdig om 20 år for 5-10 mil. arter af dyr for 1 milliard dollars! - Bedre end morfologi

  41. DNA Barcoding - stregkode arter 4 grunde til hvorfor det er bedre end morfologi: • Vil se grænser for intraspecifik diversitet 2) Vil se søsterarter 3) Det vil være objektivt • 4) Kan identificere alle livs stadier

  42. DNA Barcoding - stregkode arter Seneste nyt!  New Paper: Barcoding Collembolans (in press)  New Article: 21st Century Ark (June 26)

  43. DNA Barcoding - stregkode arter Consortium for the Barcode of Life. (maj 2004) 10 grunde til at lave stregkode arter 1. Kan nøjes med DNA fragmenter 2. Virker for alle livs stadier 3. Afslører cryptiske arter 4. Mindske flertydighed 5. Føre ekspertisen videre 6. Demokratisere adgangen 7. ”Life Barcoder” til feltarbejde 8. Tilføre grene til Livets Træ 9. Påvise værdien af samlinger 10. Færdiggøre Livets Leksikon 8. Tilføre grene til Livets Træ 10. Færdiggøre Livets Leksikon 1. Kan nøjes med DNA fragmenter 2. Virker for alle livs stadier 3. Afslører cryptiske arter 4. Mindske flertydighed 5. Føre ekspertisen videre 6. Demokratisere adgangen 7. ”Life Barcoder” til feltarbejde 9. Påvise værdien af samlinger

  44. DNA Barcoding - stregkode arter Spørgsmål

  45. DNA Barcoding - stregkode arter Hebert’s Konklusioner, er de realistiske? • COI er i stand til at identificere ned til artsniveau for alle organismer - Skal ”bare” tage hensyn ved polploidization, hybridisering og intregression • COI database vil være færdig om 20 år for 5-10 mil. arter af dyr for 1 milliard dollars! - Bedre end morfologi

  46. DNA Barcoding - stregkode arter Kan der være ulemper i forbindelse med at skaffe DNA fra samlinger? • Gamle eksemplarer • Konserverings metoder (fx formalin) • Non-destruktiv indsamling (insekter, herbarie ark osv.)

  47. DNA Barcoding - stregkode arter Tror I at et stregkode system helt vil erstatte morfologien? Og vil en håndholdt barcoder blive hvermandseje?

  48. Hvad med små dyr der ødelægges helt ved DNA eksration, skal vi nøjes med at have billeder af dem?

  49. Skal man opfinde en ny nomenklatur?

  50. DNA Barcoding - stregkode arter SLUT

More Related