Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luz, Adriana Silveira
Data de Publicação: 2002
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.8/7623
Resumo: O arquipélago dos Açores é um habitat essencial para espécies em zonas costeiras e montes submarinos, onde a sua biodiversidade é bem registada, mas de difícil monitorização devido à vasta área da Zona Económica Exclusiva (ZEE) de Portugal. Existem poucos estudos genéticos sobre espécies marinhas do arquipélago dos Açores, e menos ainda com recurso a metodologias de eDNA. O objetivo deste estudo foi compor uma biblioteca de referência de barcodes de DNA e realizar um estudo de riqueza e abundância de espécies de peixes marinhos na Ilha Graciosa (aprox. 61km2), com recurso a eDNA, avaliando os padrões no espaço e no tempo de amostras oceânicas e costeiras, e dentro e fora das Áreas Marinha Protegidas (AMPs). As espécies com barcodes são principalmente peixes comerciais disponíveis no mercado local, e algumas espécies de recife (n=35). As extrações e purificações de DNA de tecidos foram feitas com kits comerciais com pequenas modificações. As regiões selecionadas foram a subunidade I do Citocromo Oxidase (COI), usando os primers Fish F1/R1, Fish F2/R2 e a região do gene 12S do mtDNA, sendo esta última também usada para metabarcoding de eDNA usando os primers MiFish – U F/R. Para as amostras de eDNA, 2 L de água da superfície do mar foram filtrados com uma membrana de 0,45 μm. A região alvo 12S foi amplificada usando um PCR de alta fidelidade de etapa única com primers e diferentes tags com protocolo de ligação de adaptador, e sequenciado numa plataforma de sequenciação de alto rendimento com resolução de leitura/amostra de 500K. A preparação da biblioteca de barcodes resultou na amplificação bem sucedida das espécies locais e na entrada de alguns primeiros registros dessas regiões génicas nos bancos de dados Genbank e BOLD. O estudo de eDNA identificou com sucesso 33 MOTUs de peixes, demonstrando uma não variação de riqueza das espécies nas variáveis definidas, porém revelou diferenças significativas na abundância geral durante o verão, e também em amostras costeiras, ao mesmo tempo em que revelou uma espécie significativamente mais abundante no interior das AMPs durante o verão (Macroramphosus scolopax), uma das presas das espécies de aves protegidas residentes nos ilhéus, Reserva da Biosfera da Ilha Graciosa. Além de alguns resultados inesperados que podem ser explicados por fatores bióticos e abióticos, esta metodologia mostrou ser possível obter dados instantâneos da estrutura da comunidade, que podem ser usados para complementar os levantamentos visuais, identificar espécies raras ou novas espécies invasoras, bem como apoiar questões de decisão na gestão ecológica regional.
id RCAP_a8697efc28ab987a3319eab1a0428aab
oai_identifier_str oai:iconline.ipleiria.pt:10400.8/7623
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcodingDNA ambientalAçoresBarcodingÁreas marinhas protegidasEnvironmental DNAAzoresMarine protected areasDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasO arquipélago dos Açores é um habitat essencial para espécies em zonas costeiras e montes submarinos, onde a sua biodiversidade é bem registada, mas de difícil monitorização devido à vasta área da Zona Económica Exclusiva (ZEE) de Portugal. Existem poucos estudos genéticos sobre espécies marinhas do arquipélago dos Açores, e menos ainda com recurso a metodologias de eDNA. O objetivo deste estudo foi compor uma biblioteca de referência de barcodes de DNA e realizar um estudo de riqueza e abundância de espécies de peixes marinhos na Ilha Graciosa (aprox. 61km2), com recurso a eDNA, avaliando os padrões no espaço e no tempo de amostras oceânicas e costeiras, e dentro e fora das Áreas Marinha Protegidas (AMPs). As espécies com barcodes são principalmente peixes comerciais disponíveis no mercado local, e algumas espécies de recife (n=35). As extrações e purificações de DNA de tecidos foram feitas com kits comerciais com pequenas modificações. As regiões selecionadas foram a subunidade I do Citocromo Oxidase (COI), usando os primers Fish F1/R1, Fish F2/R2 e a região do gene 12S do mtDNA, sendo esta última também usada para metabarcoding de eDNA usando os primers MiFish – U F/R. Para as amostras de eDNA, 2 L de água da superfície do mar foram filtrados com uma membrana de 0,45 μm. A região alvo 12S foi amplificada usando um PCR de alta fidelidade de etapa única com primers e diferentes tags com protocolo de ligação de adaptador, e sequenciado numa plataforma de sequenciação de alto rendimento com resolução de leitura/amostra de 500K. A preparação da biblioteca de barcodes resultou na amplificação bem sucedida das espécies locais e na entrada de alguns primeiros registros dessas regiões génicas nos bancos de dados Genbank e BOLD. O estudo de eDNA identificou com sucesso 33 MOTUs de peixes, demonstrando uma não variação de riqueza das espécies nas variáveis definidas, porém revelou diferenças significativas na abundância geral durante o verão, e também em amostras costeiras, ao mesmo tempo em que revelou uma espécie significativamente mais abundante no interior das AMPs durante o verão (Macroramphosus scolopax), uma das presas das espécies de aves protegidas residentes nos ilhéus, Reserva da Biosfera da Ilha Graciosa. Além de alguns resultados inesperados que podem ser explicados por fatores bióticos e abióticos, esta metodologia mostrou ser possível obter dados instantâneos da estrutura da comunidade, que podem ser usados para complementar os levantamentos visuais, identificar espécies raras ou novas espécies invasoras, bem como apoiar questões de decisão na gestão ecológica regional.Azores archipelago is an essential habitat for species in coastal areas and shallow seamounts, its biodiversity is well recorded, but difficult to monitoring due to the vast area of Exclusive Economic Zone (EEZ) of Portugal. There are few genetic studies about marine species of Azores archipelago, and even less using eDNA methodologies. The aim of this study was to compose a DNA barcode reference library and perform an eDNA richness and abundance study for marine fishes in Graciosa Island (approx. 61km2), while comparing the spatial and temporal patterns of oceanic and coastal samples, and inside and outside the Marine Protected Areas (MPAs). The barcoded species are mainly commercial fish available on the local market, and some reef species of the island (n=35). DNA extractions and purifications from reference fish tissues were made with commercial kits using minor modifications. The selected regions were Cytochrome Oxidase subunit I (COI) for DNA barcoding, using Fish F1/R1, Fish F2/R2 primers, and 12S gene region of mtDNA, in which the last was also used for eDNA metabarcoding using MiFish – U F/R primers. For the eDNA samples, 2 L of sea surface water were filtered with a 0.45 μm membrane. The target region of 12S was amplified using a single-step high fidelity PCR, with primers with different tags and an adaptor ligation protocol and sequenced on a High-Throughput Sequencing platform with 500K read/sample resolution. The barcode library preparation resulted in successful gene region amplification of the local species and in the input of some first isolates records of these gene regions into Genbank and BOLD databases. The eDNA study successfully identified 33 fish MOTUs, and a non-variation of species richness throughout the defined variables. However, it revealed significant differences in general abundance during summer, and also in coastal samples, along with differences in the abundance of a particular species, significantly more abundant inside the MPAs during summer (Macroramphosus scolopax), which is one of the preys of the protected bird species residents of the islets, on the Biosphere Reserve of Graciosa Island. Besides some unexpected results that can be explained by biotic and abiotic factors, this methodology allowed to take a snapshot of the fish community structure, that can be used to complement the visual surveys, identify rare species, or new invasive species, as well as support decision to the regional ecological management.Keskin, EmreNovais, Sara CalçadaIC-OnlineLuz, Adriana Silveira2023-05-24T00:30:20Z2002-05-242002-05-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.8/7623TID:203058046enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-01-17T15:55:36Zoai:iconline.ipleiria.pt:10400.8/7623Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T01:50:32.720508Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
title Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
spellingShingle Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
Luz, Adriana Silveira
DNA ambiental
Açores
Barcoding
Áreas marinhas protegidas
Environmental DNA
Azores
Marine protected areas
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
title_short Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
title_full Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
title_fullStr Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
title_full_unstemmed Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
title_sort Building reference library for marine fish species of Azores archipelago and biomonitoring via DNA metabarcoding
author Luz, Adriana Silveira
author_facet Luz, Adriana Silveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Keskin, Emre
Novais, Sara Calçada
IC-Online
dc.contributor.author.fl_str_mv Luz, Adriana Silveira
dc.subject.por.fl_str_mv DNA ambiental
Açores
Barcoding
Áreas marinhas protegidas
Environmental DNA
Azores
Marine protected areas
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
topic DNA ambiental
Açores
Barcoding
Áreas marinhas protegidas
Environmental DNA
Azores
Marine protected areas
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
description O arquipélago dos Açores é um habitat essencial para espécies em zonas costeiras e montes submarinos, onde a sua biodiversidade é bem registada, mas de difícil monitorização devido à vasta área da Zona Económica Exclusiva (ZEE) de Portugal. Existem poucos estudos genéticos sobre espécies marinhas do arquipélago dos Açores, e menos ainda com recurso a metodologias de eDNA. O objetivo deste estudo foi compor uma biblioteca de referência de barcodes de DNA e realizar um estudo de riqueza e abundância de espécies de peixes marinhos na Ilha Graciosa (aprox. 61km2), com recurso a eDNA, avaliando os padrões no espaço e no tempo de amostras oceânicas e costeiras, e dentro e fora das Áreas Marinha Protegidas (AMPs). As espécies com barcodes são principalmente peixes comerciais disponíveis no mercado local, e algumas espécies de recife (n=35). As extrações e purificações de DNA de tecidos foram feitas com kits comerciais com pequenas modificações. As regiões selecionadas foram a subunidade I do Citocromo Oxidase (COI), usando os primers Fish F1/R1, Fish F2/R2 e a região do gene 12S do mtDNA, sendo esta última também usada para metabarcoding de eDNA usando os primers MiFish – U F/R. Para as amostras de eDNA, 2 L de água da superfície do mar foram filtrados com uma membrana de 0,45 μm. A região alvo 12S foi amplificada usando um PCR de alta fidelidade de etapa única com primers e diferentes tags com protocolo de ligação de adaptador, e sequenciado numa plataforma de sequenciação de alto rendimento com resolução de leitura/amostra de 500K. A preparação da biblioteca de barcodes resultou na amplificação bem sucedida das espécies locais e na entrada de alguns primeiros registros dessas regiões génicas nos bancos de dados Genbank e BOLD. O estudo de eDNA identificou com sucesso 33 MOTUs de peixes, demonstrando uma não variação de riqueza das espécies nas variáveis definidas, porém revelou diferenças significativas na abundância geral durante o verão, e também em amostras costeiras, ao mesmo tempo em que revelou uma espécie significativamente mais abundante no interior das AMPs durante o verão (Macroramphosus scolopax), uma das presas das espécies de aves protegidas residentes nos ilhéus, Reserva da Biosfera da Ilha Graciosa. Além de alguns resultados inesperados que podem ser explicados por fatores bióticos e abióticos, esta metodologia mostrou ser possível obter dados instantâneos da estrutura da comunidade, que podem ser usados para complementar os levantamentos visuais, identificar espécies raras ou novas espécies invasoras, bem como apoiar questões de decisão na gestão ecológica regional.
publishDate 2002
dc.date.none.fl_str_mv 2002-05-24
2002-05-24T00:00:00Z
2023-05-24T00:30:20Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10400.8/7623
TID:203058046
url http://hdl.handle.net/10400.8/7623
identifier_str_mv TID:203058046
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799136997965561856