DNA-metaviivakoodausmenetelmän soveltaminen liejutaskuravun (Rhithropanopeus harrisii) ravinnonkäyttöanalyyseihin

Abstract

Uudessa elinympäristössä menestyvät haitalliset vieraslajit ovat uhka alueen alkuperäiselle ekosysteemille. Vieraslajien vaikutuksia uusiin elinympäristöihin voidaan tutkia tarkastelemalla alueen ravintoverkkoja analysoimalla yksittäisten eliöiden ravinnonkäyttöä. DNA-metaviivakoodaus on yksi yleistynyt menetelmä, jolla voidaan tuottaa eliöiden ravinnonkäyttöanalyyseja. Menetelmä mahdollistaa useiden lajien samanaikaisen tunnistamisen yhdestä DNA-näytteestä perustuen jokaisen eliön uniikkiin emäsvaihteluun. DNA-metaviivakoodauksen periaatteena on eläimen ruoansulatuskanavan sisällöstä eristetystä DNA:sta valikoitujen geenialueiden monistaminen. Näistä yleisimmin käytettyjä ovat mitokondriaalinen COI-geenialue sekä nukleaariset 18srRNA- (18S) ja ITS-geenialueet. Tutkielmassani sovellan ensimmäistä kertaa DNA-metaviivakoodausmenetelmää vuonna 2009 Suomen Saaristomereen saapuneen liejutaskuravun (Rhithropanopeus harrissii) ravinnonkäytön analysointiin. Tavoitteenani oli kolmen eri puolilta Saaristomerta kerätyn rapuyksilön avulla arvioida kolmen edellä mainitun geenialueen tuottaman informaation määrää ja laatua ruoansulatuskanavan sisällöstä eristetystä DNA:sta. Jatkotutkimuksia varten arvioin eri geenialueiden avulla saatujen tulosten mahdollisia päällekkäisyyksiä ja eroavaisuuksia sekä mahdollisuutta vähentää käytettävien geenialueiden määrää. Jokaisesta kolmesta liejutaskurapuyksilöstä eristettiin ruoansulatuskanavan sisällön DNA, josta monistettiin polymeraasiketjureaktion avulla COI-, 18S- sekä ITS-geenialueet. Tämän jälkeen yhdeksän DNA-näytettä sekvensoitiin. Sekvensointitulokset analysoitiin siihen soveltuvan DADA2-prosessin avulla ja lopulliset päätelmät tehtiin DNA-näytteistä tunnistettujen heimotason sekvenssien perusteella. Sekvensoiduista DNA-näytteistä yksi ITS-geenialueen näyte oli huonolaatuinen, mutta kaikki muut näytteet olivat onnistuneita. Tunnistettujen heimojen lukumäärä oli geenialueesta riippuvaista; COI:n avulla tunnistettiin yhteensä 20, 18S:n avulla 10 ja ITS:n avulla 7 heimoa. Sekä COI että 18S tunnistivat paljon akvaattisissa ympäristöissä tavattavia heimoja, jotka kuuluvat liejutaskuravun normaaleihin ravintokohteisiin. ITS-geenialueen tunnistukset kohdistuvat pääasiassa terrestristen alueiden heimoihin. Tulosteni perusteella ITS-geenialue on COI- sekä 18S-geenialueita tehottomampi liejutaskuravun ravinnonkäytön selvittämisessä DNA-metaviivakoodauksen avulla, ja näin ollen jatkotutkimuksissa on perusteltua hyödyntää vain kahta muuta geenialuetta.