Vedúca: RNDr. Zuzana Čiamporová-Zaťovičová, PhD.

DNA v sedimentoch a jej úloha v poznaní historickej a súčasnej biodiverzity vodných biotopov

DNA in sediments and its role in the knowledge of historical and recent biodiversity of aquatic habitats

Environmentálna DNA (eDNA), DNA získaná zo vzoriek prostredia a nie priamo z tkanív organizmov, je potenciálne silným výskumným nástrojom v oblastiach, ako je napríklad hodnotenie súčasnej biodiverzity, environmentálne vedy, paleoekológia atď. Možnosti využitia eDNA sa výrazne rozšírili s nástupom metabarkódingu (masívne paralelné sekvenovanie novej generácie pre molekulárnu identifikáciu viacerých taxónov v komplexnej vzorke). DNA metabarkóding má viacero výhod pri odhadovaní druhovej diverzity. Je finančne efektívny, má minimálny vplyv na prostredie počas odberu vzoriek a produkcia údajov je nezávislá od taxonomických skúseností. DNA metódy môžu dokonca niekedy prekonať tradičné metódy detekcie jednotlivých druhov.

Špecifickým typom environmentálnych vzoriek sú sedimenty. Podľa publikovaných údajov môžu obsahovať značné množstvo DNA a môžu poskytnúť odlišné, či bohatšie dáta ako napríklad analýza DNA z vody. Dá sa tiež očakávať, že bentické druhy organizmov sa dajú efektívnejšie detegovať práve zo sedimentu. V prípade kombinácie s určením veku sedimentov sa dá sedimentová DNA využiť aj na odhad histórie študovaných biotopov. Napriek ich evidentnému potenciálu poskytovať dôležité údaje o stave biodiverzity vodných ekosystémov, ich bližšiemu štúdiu a využitiu pre tieto účely nebola venovaná výraznejšia pozornosť.

Cieľom práce je zosumarizovať dostupné publikované údaje o využívaní DNA zo sedimentov vo výskume diverzity sladkovodných ekosystémov a na reálnom NGS datasete získanom z vodného biotopu vyhodnotiť podobnosti a rozdiely v dátach získaných analýzou DNA zo sedimentov a vody.

Kľúčové slová: sedimenty, eDNA, bezstavovce, sladkovodné ekosystémy, metabarkóding, biodiverzita

Literatúra:

Alsos, I.G., Lammers, Y., Yoccoz, N.G., Joergensen, T., Sjoegren, P., Gielly, L., Edwards, M.E., 2018. Metabarcoding lake sediments: taphonomy and representation of contemporary vegetation in environmental DNA (eDNA) records. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/264903

Schenk, J., Höss, S., Brinke, M., Kleinbölting, N., Brüchner-Hüttemann, H., Traunspurger, W., 2020. Nematodes as bioindicators of polluted sediments using metabarcoding and microscopic taxonomy. Environment International 143, 105922. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105922

Taberlet, P., Coissac, E., Hajibabaei, M., Rieseberg, L.H., 2012. Environmental DNA: ENVIRONMENTAL DNA. Molecular Ecology 21, 1789–1793. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2012.05542.x

Wei, N., Nakajima, F., Tobino, T., 2018. Effects of treated sample weight and DNA marker length on sediment eDNA based detection of a benthic invertebrate. Ecological Indicators 93, 267–273. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.04.063