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DNA barcoding of terrestrial isopods in Austria integrating museum specimens
Anna-Chiara Barta
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Zoologie
Betreuer*in
Luise Kruckenhauser
Mitbetreuer*in
Martin Schwentner
DOI
10.25365/thesis.74502
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22690.07558.984348-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Oniscidea ist eine diverse Gruppe terrestrischer Isopoden und zeigt eine beeindruckende globale Vielfalt. In Österreich gibt es 64 Oniscidea-Arten, von denen jedoch viele bisher in DNA-Barcoding-Datenbanken nicht repräsentiert sind. Durch die Analyse von 317 Sequenzen der Cytochrom c Oxidase I (COI) Region wurden DNA-Barcodes von 29 Oniscidea Arten erstellt. Die meisten Arten wiesen eine maximale intraspezifische Distanz von weniger als 6 % auf, wobei Armadillidium vulgare (6,5 %) und Cylisticus convexus (6,3 %) dies leicht übertrafen. Einige Arten wiesen bemerkenswert hohe intraspezifische Distanzen auf, darunter Porcellium collicola (13,9 %), Trachelipus ratzeburgii (10,4 %) und Tracheoniscus pusillus (11,7 %), was auf potentielle kryptische Arten hindeutet. Diese Interpretation wird durch Artenabgrenzungsanalysen, einschließlich ASAP und GMYC, unterstützt, die den Datensatz in 34-51 mutmaßliche Arten unterteilten. Darüber hinaus wurde im Rahmen dieser Studie der Einsatz historischer Proben aus der Zeit von 1880 bis 1968 getestet, trotz Herausforderungen wie geringem DNA-Gehalt und Fragmentierung. Dies führte zur Generierung von 17 wertvollen COI-Barcode-Sequenzen aus der historischen Sammlung des NHM Wien durch die Anwendung zweier verschiedener Ansätze. Gegenüber dem Next-Generation Sequencing (NGS) durch Genome-Skimming führte die Amplifikation von Mini-Barcodes (kurze COI-Fragmente) mittels Sanger-Sequenzierung in dieser Studie zu mehr erzeugten Sequenzen. Nichtsdestotrotz wurde ein Protokoll für die Illumina-Sequenzierung historischer Proben entwickelt, um Probleme wie Formalin-Fixierungsschäden sowie hohe Anteile an einzelsträngiger DNA (ssDNA) zu beheben. Diese DNA-Barcode-Sequenzen, die aus historischen Museumsexemplaren gewonnen werden, spielen eine wichtige Rolle bei der Überwindung von Lücken in der Darstellung seltener Arten und unterstützen damit DNA-Barcode-Initiativen wie den Austrian Barcode of Life (ABOL).
Abstract
(Englisch)
Oniscidea, a diverse group of terrestrial Isopods, demonstrate remarkable global diversity. In Austria, there are 64 oniscidean species, but many are not represented in DNA barcoding databases. Analyzing 317 sequences of the cytochrome c oxidase I (COI) region, DNA barcodes from 29 Oniscidea species were generated. The majority of species displayed a maximum intraspecific distance below 6%, with Armadillidium vulgare (6.5%) and Cylisticus convexus (6.3%) slightly exceeding this threshold. Certain species exhibited remarkably high intraspecific distances, including Porcellium collicola (13.9%), Trachelipus ratzeburgii (10.4%), and Tracheoniscus pusillus (11.7%), hinting at potential cryptic species. This interpretation is further supported by species delimitation analyses, including ASAP and GMYC, which divided the dataset into 34-51 putative species. Additionally, this study tested the utility of historical isopod specimens dating from 1880 to 1968, despite challenges like limited DNA content and fragmentation. This resulted in the acquisition of 17 valuable COI barcode sequences from the historical collection of the NHM Vienna through the implementation of two different approaches. Mini-barcode amplification, involving short COI fragments via Sanger sequencing, outperformed Next-Generation Sequencing (NGS) via genome skimming in this study. Nevertheless, a protocol for Illumina Sequencing of historical specimens was established designed to address issues like formalin-fixation damage and high proportions of single-stranded DNA (ssDNA). These DNA-barcode sequences, obtained from historical museum specimens, play an important role in bridging gaps in the representation of rare species, thus supporting DNA barcoding initiatives like the Austrian Barcode of Life (ABOL).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Isopoda Oniscidea DNA-Barcoding Genome Skimming aDNA ancient DNA Cytochrom c Oxidase I COI Molekulare Identification Naturhistorisches Museum Wien NHM
Schlagwörter
(Englisch)
Isopoda Oniscidea DNA barcoding genome skimming aDNA ancient DNA Cytochrome c Oxidase I COI molecular identification Natural History Museum of Vienna NHM
Autor*innen
Anna-Chiara Barta
Haupttitel (Englisch)
DNA barcoding of terrestrial isopods in Austria integrating museum specimens
Paralleltitel (Deutsch)
DNA-Barcoding Terrestrischer Isopoden in Österreich unter Einbeziehung von Museumsexemplaren
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
69 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Luise Kruckenhauser
AC Nummer
AC16970472
Utheses ID
68753
Studienkennzahl
UA | 066 | 831 | |