Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hướng tới thư viện mã vạch toàn diện cho đời sống Bắc cực - Ephemeroptera, Plecoptera và Trichoptera của Churchill, Manitoba, Canada
Tóm tắt
Nghiên cứu này báo cáo tiến trình trong việc xây dựng thư viện tham chiếu mã vạch DNA cho các nhóm Ephemeroptera, Plecoptera và Trichoptera ("EPTs") từ một địa điểm cận Bắc cực của Canada, nơi đang được tiến hành một cuộc điều tra đa dạng sinh học toàn diện bằng phương pháp mã vạch DNA. Ba nhóm côn trùng thủy sinh này thể hiện mức độ đa dạng loài vừa phải, làm cho chúng trở thành đối tượng lý tưởng để thử nghiệm khả năng áp dụng mã vạch DNA trong các cuộc khảo sát sinh học định kỳ. Chúng tôi khám phá mối tương quan giữa các phân loại loài hình thái, các cụm haplotype dựa trên mã vạch DNA được phân định bởi một ngưỡng chuỗi (2%), và một cách tiếp cận không có ngưỡng cho việc lượng giá đa dạng sinh học - đa dạng sinh học phát sinh. Một thư viện tham chiếu mã vạch DNA được xây dựng cho 112 loài EPT trong khu vực trọng tâm, bao gồm 2277 chuỗi COI. Có sự tương ứng chặt chẽ giữa các loài hình thái EPT và các cụm haplotype được chỉ định bằng giá trị ngưỡng tiêu chuẩn. Tương tự, hình dạng của các đường cong tích lũy loài dựa trên các cụm haplotype rất tương tự với những đường cong tích lũy đa dạng sinh học phát sinh, nhưng hiệu quả tính toán cao hơn nhiều. Kết quả của nghiên cứu này sẽ tạo điều kiện cho những nghiên cứu khác về EPT phía Bắc và cũng hứa hẹn sẽ giúp thực hiện nhanh chóng các đánh giá đa dạng sinh học ban đầu ở các quần thể EPT chưa được biết đến.
Từ khóa
#Ephemeroptera; Plecoptera; Trichoptera; DNA barcoding; đa dạng sinh học; thư viện mã vạch; côn trùng thủy sinh; nghiên cứu phân loại.Tài liệu tham khảo
Wilson EO: The Diversity of Life. 1992, Cambridge: Harvard University Press
Ødegaard F: How many species of arthropods? Erwin's estimate revised. Biological Journal of the Linnean Society. 2000, 71: 583-597. 10.1111/j.1095-8312.2000.tb01279.x.
Hebert PDN, Ratnasingham S, deWaard JR: Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species. Proceedings of the Royal Society of London Series B-Biological Sciences. 2003, 270: S96-S99. 10.1098/rsbl.2003.0025.
Gaston KJ, Blackburn TM: Pattern and processes in macroecology. 2000, Oxford: Blackwell Scientific
Hewitt G: The genetic legacy of the Quaternary ice ages. Nature. 2000, 405: 907-913. 10.1038/35016000.
McClure HE: Aspection in the biotic communities of the Churchill area, Manitoba. Ecological Monographs. 1943, 13: 1-35. 10.2307/1943588.
Gotelli NJ, Colwell RK: Quantifying biodiversity: procedures and pitfalls in the measurement and comparison of species richness. Ecology Letters. 2001, 4: 379-391. 10.1046/j.1461-0248.2001.00230.x.
Zhou X, Jacobus LM, DeWalt RE, Adamowicz SJ, Hebert PDN: The Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera fauna of Churchill (Manitoba, Canada): insights into biodiversity patterns from DNA barcoding. Journal of the North American Benthological Society. 2010,
Ratnasingham S, Hebert PDN: BOLD: The Barcode of Life Data System . Molecular Ecology Notes. 2007, 7: 355-364. 10.1111/j.1471-8286.2007.01678.x. [http://www.barcodinglife.org]
Zhou X, Kjer KM, Morse JC: Associating larvae and adults of Chinese Hydropsychidae caddisflies (Insecta: Trichoptera) using DNA sequences. Journal of the North American Benthological Society. 2007, 26: 719-742. 10.1899/06-089.1.
Faith DP: Conservation evaluation and phylogenetic diversity. Biological Conservation. 1992, 61: 1-10. 10.1016/0006-3207(92)91201-3.
Pielou EC: After the Ice Age: The Return of Life to Glaciated North America. 1992, Chicago: University of Chicago Press
Heilveil JS, Berlocher SH, Berlocher SH: Phylogeography of postglacial range expansion in Nigronia serricornis Say (Megaloptera: Corydalidae). Molecular Ecology. 2006, 15: 1627-1641. 10.1111/j.1365-294X.2006.02876.x.
Kauwe JSK, Shiozawa DK, Evans RP: Phylogeographic and nested clade analysis of the stonefly Pteronarcys californica (Plecoptera: Pteronarcyidae) in the western USA. Journal of the North American Benthological Society. 2004, 23: 824-838. 10.1899/0887-3593(2004)023<0824:PANCAO>2.0.CO;2.
Kerr KCR, Stoeckle MY, Dove CJ, Weigt LA, Francis CM, Hebert PDN: Comprehensive DNA barcode coverage of North American birds. Molecular Ecology Notes. 2007, 7: 535-543. 10.1111/j.1471-8286.2007.01670.x.
Hajibabaei M, Janzen DH, Burns JM, Hallwachs W, Hebert PDN: DNA barcodes distinguish species of tropical Lepidoptera. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006, 103: 968-971. 10.1073/pnas.0510466103.
Kerr KCR, Lijtmaer DA, Barreira AS, Hebert PDN, Tubaro PL: Probing evolutionary patterns in Neotropical birds through DNA barcodes. PLoS One. 2009, 4: e4379-10.1371/journal.pone.0004379.
Mackay RJ: River and Stream Ecosystems of Canada. River and Stream Ecosystems of the World. Edited by: Cushing CE, Cummins KW, Mishall GW. 2006, Berkeley: University of California Press, 33-60.
Environment Canada: National Climate Data and Information Archive: Canadian Climate Normals 1971-2000. [http://climate.weatheroffice.ec.gc.ca/climate_normals/index_e.html]
Waringer JA: Phenology and the influence of meteorological parameters on the catching success of light-trapping for Trichoptera. Freshwater Biology. 1991, 25: 307-319. 10.1111/j.1365-2427.1991.tb00493.x.
Ivanova NV, DeWaard JR, Hebert PDN: An inexpensive, automation-friendly protocol for recovering high-quality DNA. Molecular Ecology Notes. 2006, 6: 998-1002. 10.1111/j.1471-8286.2006.01428.x.
Hebert PDN, Penton EH, Burns JM, Janzen DH, Hallwachs W: Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2004, 101: 14812-14817. 10.1073/pnas.0406166101.
Folmer O, Black M, Hoeh W, Lutz R, Vrijenhoek R: DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology. 1994, 3: 294-299.
DeWaard JR, Ivanova NV, Hajibabaei M, Hebert PDN: Assembling DNA barcodes: analytical protocols. Environmental Genomics, Methods in Molecular Biology. Edited by: Martin CC. 2008, Totowa: Humana Press, 410: 275-283. full_text.
Hajibabaei M, DeWaard JR, Ivanova NV, Ratnasingham S, Dooh RT, Kirk SL, Mackie PM, Hebert PDN: Critical factors for assembling a high volume of DNA barcodes. Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences. 2005, 360: 1959-1967. 10.1098/rstb.2005.1727.
Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S: MEGA4: Molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular Biology and Evolution. 2007, 24: 1596-1599. 10.1093/molbev/msm092.
Singer G, Hajibabaei M: iBarcode.org: web-based molecular biodiversity analysis. BMC Bioinformatics. 2009, 10 (Suppl 6): S14-10.1186/1471-2105-10-S6-S14.
Kimura M: A simple method for estimating evolutionary rate of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences. Journal of Molecular Evolution. 1980, 16: 111-120. 10.1007/BF01731581.
Letunic I, Bork P: Interactive Tree Of Life (iTOL): an online tool for phylogenetic tree display and annotation. Bioinformatics. 2007, 23: 127-128. 10.1093/bioinformatics/btl529.
Ball SL, Hebert PDN, Burian SK, Webb JM: Biological identifications of mayflies (Ephemeroptera) using DNA barcodes. Journal of the North American Benthological Society. 2005, 24: 508-524.
Alexander LC, Delion M, Hawthorne DJ, Lamp WO: Mitochondrial lineages and DNA barcoding of closely related species in the mayfly genus Ephemerella (Ephemeroptera: Ephemerellidae). Journal of the North American Benthological Society. 2009, 28: 584-595. 10.1899/08-150.1.
Wiemers M, Fiedler K: Does the DNA barcoding gap exist? - a case study in blue butterflies (Lepidoptera: Lycaenidae). Frontiers in Zoology. 2007, 8-10.1186/1742-9994-4-8.
Colwell RK: EstimateS: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. Version 8. 2006, [http://purl.oclc.org/estimates]
R Development Core Team: R: A Language and Environment for Statistical Computing. 2008, R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, [http://www.R-project.org]
Paradis E, Claude J, Strimmer K: APE: Analyses of Phylogenetics and Evolution in R language. Bioinformatics. 2004, 20: 289-290. 10.1093/bioinformatics/btg412.
Orme D, Freckleton R, Gavin TG, Thomas PT: CAIC: Comparative Analyses using Independent Contrasts. 2008, [http://r-forge.r-project.org/projects/caic/]