Využitelnost nových mikrosatelitních markerů pro modelové druhy permanentní a temporální fauny pramenišť

Bc. Hana Ševečková

Master's thesis

Applicability of the new microsatellite markers for model species of permanent and temporary fauna from springs

Abstract:

Prameništní habitaty jsou z mnoha důvodů vhodným modelovým příkladem pro studium populační struktury vodních bezobratlých s rozdílnými schopnostmi šíření přes terestrické prostředí. Různé disperzní strategie organizmů vedou k vytvoření odlišných typů populační struktury u permanentní (ve vodě trvale žijící) i temporární fauny (tráví zde pouze část života). Vhodným markerem pro analýzu toku genů jsou mikrosatelity. V rámci diplomové práce byla testována využitelnost mikrosatelitních markerů pro studium genetické struktury českých populací blešivce potočního (Gammarus fossarum) a chrostíka (Plectrocnemia conspersa). Použité mikrosatelitní markery byly původně vyvinuty pro západoevropské populace blešivce potočního a chrostíka a nebyly dosud testovány na českých populacích. Úspěšnost optimalizací PCR byla u blešivce jen částečná (3 z 10 markerů vhodné), u chrostíka vysoká (vhodných všech 6 markerů). Pro blízce příbuzného chrostíka P. brevis byla dokonce provedena částečně úspěšná cross-amplifikace (amplifikovaly se 4 markery z 6). Další populační analýzy pro chrostíka P. conspersa byly prováděny pouze u dostatečně početných populací (tj. u 10 z původních 15). Ukázalo se, že mezi jeho populacemi na česko-slovenském pohraničí probíhá silný genový tok bez ohledu na geografické bariéry a populace jsou málo diferencované (celkové FST P. conspersa bylo pouze 0,037). To potvrdilo předpoklad, že se temporární fauna bude šířit i na prameništích snadněji než permanentní, u které byla na obdobném souboru lokalit prokázána strukturovanost populací modelového druhu blešivce potočního již v předchozích studiích.

Abstract:

Spring habitats are for many reasons a suitable model for studying population structure of invertebrates with variable capabilities to move through terrestrial environments. Various dispersion strategies of organisms lead to formation of various types of population structures of permanent (permanently living in water) and temporary (spend only part of their life in aquatic environment) fauna. A suitable marker for the analyses of gene flow are the microsatellites. This diploma thesis focused on analyzing the suitability of microsatellite markers for studying genetic structure of the Czech populations of gammarid Gammarus fossarum and caddisfly Plectrocnemia conspersa. The microsatellite markers used were originally developed for West European populations of mentioned gammarid and caddisfly and have not yet been tested on Czech populations. PCR optimization in case of Gammarus fossarum was only partially successful (3 out of the total 10 markers were suitable), in case of the caddisfly, the success rate was high (all 6 markers were suitable). For the closely related species P. brevis it was even possible to perform partially successful cross-amplification (4 markers out of 6 were amplified). Subsequent population analyses of caddisfly were performed only at 10 sufficiently large populations of the P. conspersa from the initial 15. It turned out that within its populations living around the Czech/Slovak border, there is a strong gene flow regardless of the geographical barriers and that populations are only little differentiated (total FST P. conspersa was only 0.037). This proved the hypothesis that temporary faunal will spread in spring habitats more easily than permanent, for which formation of population structures has already been proven before in previous studies on a similar set of localities for the model species of Gammarus fossarum.

Keywords

mikrosatelity, temporální fauna, Plectrocnemia, populační struktura, tok genů, hydrobiologie /microsatellites, temporary fauna, population structure, gene flow, hydrobiology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2014
• Supervisor: RNDr. Petr Pařil, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics