MuseOMICS als Mittel zur Fehlersuche im DNA-Barcoding

MuseOMICS als Mittel zur Fehlersuche im DNA-Barcoding

Sektion Hymenoptera - Forschung

Taxonomische Inkongruenz bei phytophagen Hymenoptera und Orthoptera: ‚Hybridization Capture‘ mit RAD-Sonden

DFG-Schwerpunktprogramm: „Taxon-Omics: New Approaches for Discovering and Naming Biodiversity“ (SPP 1991)

Anteile mono-, para-, and polyphyletischer Arten bei Blattwespen (Hymenoptera: Tenthredinidae, oben) und Bienen (unten) (Schmidt et al. 2016).

DNA-Barcoding hat sich als ein präzises Werkzeug zur Artbestimmung bei Tieren erwiesen, führt jedoch bei einzelnen Gruppen nicht zum erwarteten Ergebnis. Insbesondere bei den ökologisch wichtigen phytophagen Hymenoptera und Orthoptera stimmen bei vielen Arten die Ergebnisse des Barcoding nicht mit denen überein, die mit traditionellen taxonomischen Methoden erzielt wurden. So finden sich oft finden sich Gruppen nahe verwandter Arten, deren Barcodes keine oder nur sehr geringe Unterschiede aufweisen.

Die umfangreiche Referenzdatenbank zu DNA-Barcodes sowie die vorhandene taxonomische Expertise, gekoppelt mit der Verfügbarkeit sicher bestimmter Belegexemplare an der Zoologischen Staatssammlung München, bilden die Grundlage zur Untersuchung sonst kaum auflösbarer Artkomplexe.

Zwei innovative Methoden, ddRAD und hyRAD-Sequenzierungen, werden zur Erfassung phylogenetischer Daten von Taxa mit identischen mitochondrialen Barcodes angewandt. Diese genomischen Elemente werden zur Untersuchung des Einflusses von Introgression oder ‚incomplete lineage sorting‘ bei diesen Arten verwendet.

Barcode sharing in der Heuschrecken-Gattung Chorthippus (Orthoptera: Acrididae) (Hawlitschek et al. 2016).

In einem multidisziplinären Ansatz werden populationsgenetische Daten mit Merkmalen zur Morphologie, zu Wirtspflanzen, zur Biogeographie und zur Populationsstruktur kombiniert um festzustellen, welche dieser Faktoren möglicherweise mit Introgression korreliert sind.

Auf Grundlage der Ergebnisse sollen Richtlinien zum Umgang mit solchen Taxa entwickelt werden, die durch identische Barcodes gekennzeichnet sind – zunächst spezifisch für die internationale BOLD Barcode Datenbank und dann auch allgemein als ‚best practice guideline‘ in der Biodiversitätsforschung.

Literatur

Hawlitschek, O., Morinière, J., Lehmann, G. U. C., Lehmann, A. W., Kropf, M., Dunz, A., Glaw, F., Detcharoen, M., Schmidt, S., Hausmann, A., Szucsich, N. U., Caetano-Wyler, S. A. and Haszprunar, G. (2016), DNA barcoding of crickets, katydids and grasshoppers (Orthoptera) from Central Europe with focus on Austria, Germany and Switzerland. Mol Ecol Resour. doi: 10.1111/1755-0998.12638

Schmidt, S., Taeger, A., Morinière, J., Liston, A., Blank, S. M., Kramp, K., Kraus, M., Schmidt, O., Heibo, E., Prous, M., Nyman, T., Malm, T. and Stahlhut, J. (2017), Identification of sawflies and horntails (Hymenoptera, ‘Symphyta’) through DNA barcodes: successes and caveats. Mol Ecol Resour, 17: 670–685. doi: 10.1111/1755-0998.12614