DNA ambiental metabarcoding aplicado ao manejo e conservação de peixes
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/62423 |
Resumo: | A região Neotropical compreende uma das maiores diversidades de peixes de água doce do mundo. Entretanto, essa biodiversidade enfrenta níveis sem precedentes de impactos antrópicos. Dessa forma, a avaliação da biodiversidade é essencial para a definição das mais adequadas estratégias de manejo e conservação. Essa avaliação depende da detecção confiável e da identificação precisa das espécies; assim, métodos adicionais, associados à identificação taxonômica tradicional, estão sendo cada vez mais implementados em todo o mundo, como é o caso do DNA ambiental metabarcoding. Entretanto, apesar do aumento exponencial de publicações de eDNA metabarcoding, a maioria dos estudos tem sido conduzido em regiões temperadas e em áreas razoavelmente acessíveis e poucos estudos são conduzidos em regiões megadiversas, como a região Neotropical, especialmente em regiões afetadas por represamentos, um dos maiores estressores para a comunidade de peixes de água doce. Atualmente, o entendimento de como o eDNA metabarcoding poderá ser um método bem estabelecido para avaliação da biodiversidade e monitoramento ecológico em reservatórios é relativamente limitado e aspectos metodológicos como a falta de conhecimento da biodiversidade local e ausência de sequências no banco de dados referência, vieses de primer e as diferentes formas de identificação taxonômica (MOTUs x ASVs) precisam ser melhor avaliados e compreendidos antes de aplicar essa técnica na identificação da comunidade de peixes em larga escala. Nessa tese, primeiramente, desenvolvemos um conjunto de primers mini-barcodes, baseado em um banco de dados referência customizado. Posteriormente, validamos esse conjunto de marcadores moleculares em uma comunidade simulada de espécies de peixes neotropicais e por fim, aplicamos a metodologia do eDNA metabarcoding em um reservatório Neotropical, comparando os resultados obtidos aos dados de redes de emalhar, representando os métodos tradicionais de pesca. Coletivamente, os resultados dessa tese evidenciam a importância de um banco de dados referência customizado para a identificação correta e confiável do DNA ambiental. Além disso, nossos resultados demonstraram uma diferença significativa na comunidade de peixes, demonstrando o papel complementar do eDNA metabarcoding no monitoramento de peixes. |
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Entretanto, apesar do aumento exponencial de publicações de eDNA metabarcoding, a maioria dos estudos tem sido conduzido em regiões temperadas e em áreas razoavelmente acessíveis e poucos estudos são conduzidos em regiões megadiversas, como a região Neotropical, especialmente em regiões afetadas por represamentos, um dos maiores estressores para a comunidade de peixes de água doce. Atualmente, o entendimento de como o eDNA metabarcoding poderá ser um método bem estabelecido para avaliação da biodiversidade e monitoramento ecológico em reservatórios é relativamente limitado e aspectos metodológicos como a falta de conhecimento da biodiversidade local e ausência de sequências no banco de dados referência, vieses de primer e as diferentes formas de identificação taxonômica (MOTUs x ASVs) precisam ser melhor avaliados e compreendidos antes de aplicar essa técnica na identificação da comunidade de peixes em larga escala. Nessa tese, primeiramente, desenvolvemos um conjunto de primers mini-barcodes, baseado em um banco de dados referência customizado. Posteriormente, validamos esse conjunto de marcadores moleculares em uma comunidade simulada de espécies de peixes neotropicais e por fim, aplicamos a metodologia do eDNA metabarcoding em um reservatório Neotropical, comparando os resultados obtidos aos dados de redes de emalhar, representando os métodos tradicionais de pesca. Coletivamente, os resultados dessa tese evidenciam a importância de um banco de dados referência customizado para a identificação correta e confiável do DNA ambiental. Além disso, nossos resultados demonstraram uma diferença significativa na comunidade de peixes, demonstrando o papel complementar do eDNA metabarcoding no monitoramento de peixes.The Neotropical region comprises one of the greatest diversity of freshwater fish in the world. However, this biodiversity faces unprecedented levels of anthropic impacts. Thus, the assessment of biodiversity is pivotal for defining the most appropriate management and conservation strategies. This assessment depends on reliable detection and accurate identification of species, thus, additional methods, associated with traditional taxonomic identification, are being increasingly implemented worldwide, as environmental DNA metabarcoding. However, despite the exponential increase in eDNA metabarcoding publications, most studies have been conducted in temperate regions and in reasonably accessible areas, and few studies are conducted in megadiverse regions, such as the Neotropics, especially in regions affected by damming, one of the major stressors for the freshwater fish community. Currently, the understanding of how eDNA metabarcoding can be a well-established method for biodiversity assessment and ecological monitoring in reservoirs is relatively limited and methodological aspects such as lack of knowledge of local biodiversity and absence of sequences in the reference database, biases of primer and the different forms of taxonomic identification (MOTUs x ASVs) need to be better evaluated and understood before applying this technique in large-scale fish community identification. In this thesis, we developed a set of mini-barcodes primers, based on a customized reference database. Moreover, we validated this set of molecular markers in different mock communities and finally, we applied the eDNA metabarcoding methodology in a Neotropical reservoir, comparing the results obtained with data from gillnets, representing traditional fishing methods. Collectively, the results of this thesis highlight the importance of a customized reference database for the correct and reliable identification of species. Furthermore, our results demonstrated the complementary role of eDNA metabarcoding in fish monitoring.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em GenéticaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERALPrograma Institucional de Internacionalização – CAPES - PrIntGenéticaPeixesBiodiversidadeMonitoramentoDNA AmbientaleDNAinventariamentomonitoramento12Sictiofaunaregião neotropicalDNA ambiental metabarcoding aplicado ao manejo e conservação de peixesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese de Doutorado_Izabela Mendes_FINAL.pdfTese de Doutorado_Izabela Mendes_FINAL.pdfapplication/pdf14404329https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/62423/1/Tese%20de%20Doutorado_Izabela%20Mendes_FINAL.pdffb071769758bbdb996a00c5927261db8MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/62423/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/624232024-01-03 13:35:06.721oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2024-01-03T16:35:06Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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