Odhad početnosti populace z neinvazivních genetických vzorků

Hana Pelikánová

Bachelor's thesis

Population size estimation from noninvasive genetic samples

Abstract:

Určení velikosti populace a odhad její efektivní velikosti (Ne) je nezbytné pro ochranu ohrožených druhů a vytvoření vhodného managmentu. Neinvazivní molekulární metody pro odhad velikosti populace se využívají především pro nepolapitelné druhy, pro druhy žijící skrytým způsobem života a pro ohrožené druhy, aby nebyly vyrušovány. Cílem mé bakalářské práce je shrnout poznatky ze studií, zabývajících se odhadem velikosti populací za využití molekulárních metod. Studie odhadují nejen celkovou velikost populace, ale i efektivní, která lépe odráží reprodukční potenciál a přežívání populace. Metody pro odhad efektivní velikosti populace se rozdělují do dvou skupin, a to na single sample (odhad z jednoho vzorku) a temporal (odhad z opakovaných sběrů). Velikost populace je vypočítávána pomocí počítačových softwarů, přičemž mezi nejpřesnější a nejpoužívanější pro určení efektivní velikosti patří např. Colony, LDNe, a pro odhad celkové velikosti se používají Capwire nebo Capture. Pomocí rešerše jsem zjistila, že spolehlivost odhadů velikosti je především ovlivněna kvalitou DNA, a tedy mírou úspěšností amplifikace. Pro docílení spolehlivých odhadů se musíme řídit přesnými postupy (využití multiple tubes approach, více běhů PCR nebo aplikace primerů, které amplifikují pouze krátké DNA markery (dlouhé 200-300 párů bází)). Spolehlivost odhadu můžeme podpořit větším sběrem vzorků, delším časovým obdobím sběru a doplnit jej o observační metody. Tento obor se stále vyvíjí a do budoucna může přinést spoustu výhod pro ochranářskou ekologii.

Abstract:

Estimation of population size and estimation of her effective size (Ne) iz essential for protecting endangered species and the development of appropriate management. Non-invasive molecular methods for estimating population size are mainly used for elusive species, species living in a hidden state of life and for endangered species. It is for the sake of not disturbing them. My bachelor thesis aims to summarize findings from studies dealing with the estimation of population size using molecular methods. Studies estimate not only the total population size, but also the effective size, which is often more important for conservationists. The methods for estimation of the effective population size can be divided into two groups, namely single sample and temporal. Population size is calculated using computer software; for example, Colony and LDNe are used for estimation of effective size and are the most accurate, Capwire or Capture are used to estimate the total size. Using this research, I discovered that the reliability of size estimates is highly influenced by the quality of the DNA and thus, by the low success rate of amplification. To achieve reliable estimations, we must follow precise procedures (using multiple tubes approach, multiple PCR runs, or applying primers that amplify only short DNA markers (200-300 base pairs long)). The reliability of the estimation can be maintained by a vast sample collection, a more extended collection period and then complete them with observation methods. This field is still evolving and can bring us many benefits for the conservation ecology in the future.

Keywords

genetické markery, inbrídink, mikrosatelity, mtDNA, SNP, neinvazivní vzorkování, velikost populace, ochranářská genetika

Keywords

population size estimation, genetic markers, inbreeding, microsatellites, mtDNA, SNP, non-invasive sampling, biodiversity, conservation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jana Svobodová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Environmental Sciences / Applied Ecology