Metody sekvenování nové generace (NGS) u smrku ztepilého - Modifikace analýzy mikrosatelitových amplikonů

Bc. Andrea Moravcová

Master's thesis

New generation sequencing methods (NGS) for Norway spruce - Modification of microsatellite amplicon analysis

Abstract:

Diplomová práce řeší možnosti implementace metod sekvenování nové generace (NGS) do analýzy mikrosatelitových markerů. Tyto moderní metody sekvenování genetické informace jsou založeny na sofistikovanějších a přesnějších postupech, se zaměřením na sekvenování konkrétních SSRs (Simple Sequence Repeats) / STRs (Short Tandem Repeats) fragmentů DNA s využitím platformy Illumina (Solexa). V rámci práce byla navržena a otestována metodika modifikované analýzy mikrosatelitových amplikonů smrku ztepilého (Picea abies (L.) H. Karst.). Po několika etapovém navrhování primerů a optimalizování multiplexů byly sestaveny sekvenační knihovny. Vybrané knihovny byly sekvenovány a před vlastní analýzou byla ověřena kvalita výstupních dat. Funkčnost navržené metody byla otestována na souboru dvanácti vzorků smrku ztepilého (Picea abies (L.) H. Karst.) pocházejících z různých oblastí České republiky. Pro ověření funkčnosti a přesnosti nově navržené metodiky byly výsledky sekvenace porovnány s výsledky konvenční metody analýzy amplikonů, provedené pomocí kapilární elektroforézy, která se pro práci s krátkými opakujícími se repeticemi nukleotidových motivů (mikrosatelity) hojně používá. Diplomová práce odhaluje silné, ale i slabé stránky spojené s aplikačním využitím metod sekvenování nové generace pro analýzu mikrosatelitových lokusů a nabízí nové pohledy na tuto problematiku.

Abstract:

The diploma thesis addresses the possibilities of implementing new generation sequencing (NGS) methods into the analysis of microsatellite markers. These methods of sequencing genetic information are based on more sophisticated and accurate approaches, focusing on sequencing specific SSRs (Simple Sequence Repeats) / STRs (Short Tandem Repeats) DNA fragments using the Illumina platform (Solexa). Within the work, the methodology of modified analysis of microsatellite amplicons of Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) was designed and tested. After several steps of primer design and multiplex optimization, sequencing libraries were assembled. Selected libraries were sequenced, and the quality of the output data was verified before the actual analysis. The functionality of the proposed method was tested on a set of twelve samples of Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) originating from different areas of the Czech Republic. To verify the functionality and accuracy of the newly designed methodology, the results of sequencing were compared with the results of the conventional method of amplicon analysis performed by capillary electrophoresis, which is widely used to work with short repetitive repeats of nucleotide motifs (microsatellites). The diploma thesis reveals the strengths and weaknesses associated with the application of next-generation sequencing methods for the analysis of microsatellite loci and offers new perspectives on this issue.

Keywords

NGS sekvenování, smrk ztepilý, mikrosatelitové markery

Keywords

NGS sequencing, Norway spruce, microsatellite markers

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Korecký, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forest Engineering