Vedúci: RNDr. Fedor Čiampor, PhD.
Vplyv mestských aglomerácií na bentickú faunu Váhu – DNA metabarkódingová analýza
The impact of large cities on benthic fauna of the Váh river – DNA metabarcoding analysis
Bentická fauna má kľúčové postavenie v ekosystémoch tečúcich vôd. Z pohľadu fungovania týchto ekosystémov je preto veľmi dôležité zachovanie a podpora diverzity tejto skupiny sladkovodných organizmov. Väčšie mestá sa štandardne považujú za negatívny faktor vo vzťahu k biodiverzite, o skutočnom stave a kvantifikácii vplyvu však nemáme aktuálne informácie. Mestské aglomerácie sú zdrojom znečistenia vôd, v poslednom období sa však aplikujú aj opatrenia či technológie, ktoré tento vplyv zmierňujú. Aktuálne a podrobnejšie hodnotenie súčasného stavu bentickej fauny je preto veľmi žiadúce. Doterajšie hodnotenia boli založené na zdĺhavom triedení materiálu a často nepresnej determinácii, dnes je možné ich nahrádzať časovo efektívnymi a podrobnými postupmi, založenými na analýze DNA (metabarkódinig), ktoré je možné využiť pre ochranu diverzity bentickej fauny a návrh vhodného manažmentu našich vôd.
Cieľom práce je analýza fauny bentických bezstavovcov Váhu v okolí Ružomberka na základe DNA metabarkódingových dát, porovnanie výstupov s publikovanými údajmi, odhad vplyvu mestskej aglomerácie (napr. prítomnosť celulózky, ČOV atď.) na úroveň lokálnej biodiverzity bentickej fauny a návrh opatrení na jej podporu. Súčasťou práce bude aj skvalitňovanie referenčných barkódingových dát, ktoré sú základným predpokladom k efektívnemu využívaniu DNA postupov v monitoringu životného prostredia.
Kľúčové slová: DNA metabarkóding, biodiverzita, makrozoobentos, sladkovodné ekosystémy, manažment, ochrana, NGS
Literatúra:
Bruce, K., Blackman, R., Bourlat, S.J., Hellström, A.M., Bakker, J., Bista, I., Bohmann, K., Bouchez, A., Brys, R., Clark, K., Elbrecht, V., Fazi, S., Fonseca, V., Hänfling, B., Leese, F., Mächler, E., Mahon, A.R., Meissner, K., Panksep, K., Pawlowski, J., Schmidt Yáñez, P., Seymour, M., Thalinger, B., Valentini, A., Woodcock, P., Traugott, M., Vasselon, V., Deiner, K., 2021. A practical guide to DNA-based methods for biodiversity assessment. Pensoft Publishers. https://doi.org/10.3897/ab.e68634
Nichols, S.J., Kefford, B.J., Campbell, C.D., Bylemans, J., Chandler, E., Bray, J.P., Shackleton, M., Robinson, K.L., Carew, M.E., Furlan, E.M., 2020. Towards routine DNA metabarcoding of macroinvertebrates using bulk samples for freshwater bioassessment: Effects of debris and storage conditions on the recovery of target taxa. Freshw Biol 65, 607–620. https://doi.org/10.1111/fwb.13443
Pawlowski, J., Bruce, K., Panksep, K., Aguirre, F.I., Amalfitano, S., Apothéloz-Perret-Gentil, L., Baussant, T., Bouchez, A., Carugati, L., Cermakova, K., Cordier, T., Corinaldesi, C., Costa, F.O., Danovaro, R., Dell’Anno, A., Duarte, S., Eisendle, U., Ferrari, B.J.D., Frontalini, F., Frühe, L., Haegerbaeumer, A., Kisand, V., Krolicka, A., Lanzén, A., Leese, F., Lejzerowicz, F., Lyautey, E., Maček, I., Sagova-Marečková, M., Pearman, J.K., Pochon, X., Stoeck, T., Vivien, R., Weigand, A., Fazi, S., 2021. Environmental DNA metabarcoding for benthic monitoring: A review of sediment sampling and DNA extraction methods. Science of The Total Environment 151783. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151783
Serrana, J.M., Miyake, Y., Gamboa, M., Watanabe, K., 2019. Comparison of DNA metabarcoding and morphological identification for stream macroinvertebrate biodiversity assessment and monitoring. Ecological Indicators 101, 963–972. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.02.008
Weigand, H., Beermann, A.J., Čiampor, F., Costa, F.O., Csabai, Z., Duarte, S., Geiger, M.F., Grabowski, M., Rimet, F., Rulik, B., Strand, M., Szucsich, N., Weigand, A.M., Willassen, E., Wyler, S.A., Bouchez, A., Borja, A., Čiamporová-Zaťovičová, Z., Ferreira, S., Dijkstra, K.-D.B., Eisendle, U., Freyhof, J., Gadawski, P., Graf, W., Haegerbaeumer, A., van der Hoorn, B.B., Japoshvili, B., Keresztes, L., Keskin, E., Leese, F., Macher, J.N., Mamos, T., Paz, G., Pešić, V., Pfannkuchen, D.M., Pfannkuchen, M.A., Price, B.W., Rinkevich, B., Teixeira, M.A.L., Várbíró, G., Ekrem, T., 2019. DNA barcode reference libraries for the monitoring of aquatic biota in Europe: Gap-analysis and recommendations for future work. Science of The Total Environment 678, 499–524. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.247
Westfall, K.M., Therriault, T.W., Abbott, C.L., 2020. A new approach to molecular biosurveillance of invasive species using DNA metabarcoding. Glob Change Biol 26, 1012–1022. https://doi.org/10.1111/gcb.14886
