Molekularní identifikace druhové diversity rodu Agrilus (Coleoptera: Buprestidae)

Bc. Ivana KELNAROVÁ

Diplomová práce

Molecular identification of specific diversity in Agrilus (Coleoptera: Buprestidae)

Anotace:

Tato studie se zabývá klasifikací rodu Agrilus (Coleoptera: Buprestidae), nejpočetnější, značně morfologicky uniformní skupiny hmyzu, která obsahuje více než 3000 druhů. Mnohé z těchto druhů jsou významnými škůdci, kteří se za příhodných podmínek stávají v některých oblastech invazivními. Značná morfologická podobnost jednotlivých druhů znesnadňuje jejich jednoznačnou identifikaci, která je pro rychlé zachycení výskytu neznámého škůdce nezbytná. Určit neznámý druh rodu Agrilus, zvláště pokud je nepůvodní, je bez rozsáhlé srovnávací sbírky téměř nemožné a specialistů zabývajících se rodem Agrilus je velmi málo. Tato práce nabízí možnost identifikace neznámých vzorků pomocí databáze molekulárních markerů zahrnující téměř 100 druhů rodu Agrilus, jež je dostupná v databázi GenBank a použitelná pro molekulárně založenou identifikaci nových vzorků. V této studii byly použity dva přístupy: byly vytvořeny fylogenetické stromy na základě molekulárních markerů s použitím metody maximum likelihood a dále byly srovnány genetické párové vzdálenosti. Analýza 'barcode' fragmentu neumožňuje identifikace, pokud daný druh již není zachycen v databázi. V případě analýzy více fragmentů, je možné po nenalezení odpovídajícího jedince pomocí fylogenetické hypotézy o příbuznosti druhů nalézt nejpříbuznější sesterskou linii s jistým geografickým původem a odhadnout tak původ neznámého vzorku. V databázi jsou rovněž zachyceny nepůvodní druhy zavlečené do Severní Ameriky z Evropy a Asie.

Abstract:

This work tests the methods for DNA-based identification of the largest, morphologically uniform insect lineage. The genus Agrilus (Coleoptera: Buprestidae), which includes more than 3000 morphologically identified species, contains economically important pests, which become invasive in some areas with suitable conditions. The unambiguous identification, which is necessery for quick interception and disposal, is complicated by high morphological similarity of individual species. The identification of the unknown species of Agrilus is impossible without an extensive reference collection and expertize knowledge and additionally, there are few trained entomologists available. This study demonstrates the effectiveness of various methods for identification of unknown samples. I used a newly produced molecular marker database, which represents about 100 species of the genus Agrilus from the Northern Hemisphere and the data available in GenBank database. The tree-based and distance based methods were used for identification of species limits and estimation of a cryptic genetic diversity. In this study, phylogenetic hypotheses were also constructed based using molecular markers and maximum likelihood optimality criterion. If the closely similar sequence is absent in the database, to data can identify the most closely related sister species of population, inable estimation of the geographic origin based on the phylogenetic hypothesis.

Klíčová slova

Agrilus, invazivní druhy, databáze DNA markerů, barcode, cox1 mtDNA, rrnL mtDNA, RAxML

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 7. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Ladislav Bocák, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Zoologie