Barcoding českých denních motýlů

Patrik ŠKOPEK

Bachelor's thesis

Barcoding of Czech butterflies

Abstract:

Cílem této práce bylo vyizolovat DNA denních motýlů z území ČR a osekvenovat u všech mitochondriální gen cytochrom c oxidázu podjednotku 1 (tzv. barcode), abych zjistil jejich genetickou příbuznost, vnitrodruhové vztahy a geografické odlišnosti. Druhým úkolem bylo porovnat získané sekvence DNA s ostatními státy Evropy. Vyizoloval jsem DNA z noh motýlů, naklonoval vybraný úsek DNA pomocí PCR (polymerázové řetězové reakce) a ověřil kvalitu PCR produktů pomocí elektroforézy. Produkty PCR byly osekvenovány. Celkově bylo v této práci použito 500 sekvencí z 87 druhů (61,7 % fauny). Z těchto sekvencí byl sestaven fylogenetický strom metodami maximální věrohodnosti a Baysovské inference. Za účelem nalezení potencionální kryptické biodiverzity a odlišných linií byly pomocí analýzy GMYC všechny druhy rozděleny do čtyř skupin: 71 druhů (81,6 %) patřící do jedné entity, 4 druhy (4,6 %) sloučené do dvou entit, 10 druhů (11,5 %) rozděleno na více entit (potencionální kryptická diverzita) a 2 druhy (2,3 %) rozdělené a sloučené s jiným druhem. K českým vzorkům 33 druhů z čeledi Lycaenidae byly přidány vzorky pocházející s Rumunska a Německa a jejich příbuznost byla porovnána na základě fylogenetického stromu. Pro 10 druhů (30,3 %) chyběla data pro jednu ze srovnávacích zemí, 19 druhů (57,7 %) bylo příbuzných jak rumunským, tak německým vzorkům, 1 druh (3 %) byl příbuzný rumunským vzorkům, 1 druh (3 %) byl příbuzný německým vzorkům a 2 druhy (6 %) tvořily samostatnou českou větev. Tato práce sloužila jako předběžná studie české motýlí mitochondriální diverzity a účinnosti barcodingu, ale k dokončení studie je potřeba více dat.

Abstract:

The aim of this thesis was to extract DNA of Czech butterflies and sequence their mitochondrial gene cytochrome c oxidase subunit I (i.e., the barcode), in order to uncover their genetic and intraspecific relationships and geographical differences. Moreover, I compared the sequences with data from other European countries. I extracted DNA from butterfly legs, amplified the target DNA fragment with PCR (polymerase chain reaction), and check the PCR product quality on an agarose gel. PCR products were sequenced. In total, I collated 500 sequences from 87 species (61.7% of the Czech fauna). Phylogenetic trees were built by maximum likelihood and Bayesian inference methods. To reveal the potential cryptic diversity and lineages, I used GMYC analysis. The results of GMYC were distributed into four groups: 71 species (81.6%) contained a single entity, two species pairs (4.6%) were merged into two entities, 10 species (11.5%) were split into more entities (potential cryptic diversity) and two species (2.3%) were both split and merged with a different species. To Czech samples of 33 Lycaenid species, I added database samples from Romania and Germany. Their relationships were compared based on a phylogenetic tree. In the case of 10 species (30.3%), data from one country was missing. In 19 species (57.7%), the Czech samples were related to both Romanian and German samples. One species (3%) was related to Romanian samples and one species to German samples. Two Czech species (6%) formed a separate branch in the tree. This work served as a preliminary study into the Czech butterfly mitochondrial diversity and barcoding efficacy, but more data is needed to complete the study.

Keywords

DNA, barcoding, sekvence, denní motýli

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Alena Sucháčková

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Bachelor programme / field:
Agriculture Specialization / Biology and protection of "hobby" organisms