Fraktionierung von Mischproben für das DNA Metabarcoding

Mischproben

Die gebräuchlichste Methode zur Untersuchung von Artenzusammensetzungen ist die Sequenzierung der Misch-DNA , das heißt aller Teile der gemischten Insektenprobe. Diese Methode erfolgt destruktiv, da die gemischte Probe homogenisiert – das heißt pulverisiert - werden muss, um eine entsprechend kleine, aber repräsentative Menge an Insektenpulver für die DNA-Extraktion zu erhalten. Obwohl möglicherweise nicht alle seltenen und / oder sehr kleinen Arten erfasst werden können, kann die Mischprobenanalyse durch DNA Metabarcoding einen großen Teil der biologischen Vielfalt nachweisen und reicht aus, um die meisten wissenschaftlichen oder ökologischen Fragen zu beantworten. Auf Kosten der Zerstörung der Proben können wir auch Hunderte oder Tausende von Proben kurzfristig analysieren. Dies ist ein einzigartiger Vorteil in Fällen, in denen uns die Ressourcen und Experten fehlen, um diese Arten durch manuelle morphologische Untersuchung zu bestimmen.

Ethanolüberstand

​Ethanol wird üblicherweise als Fixiermittel verwendet, um gemischte Insektenproben zu konservieren. Die Amplifikation der im Fixiermittel gelösten DNA ermöglicht es, genetische Informationen abzurufen, ohne die Proben zerstören zu müssen. Die Sequenzierung nur der DNA aus dem Fixiermittel macht jedoch nur einen kleinen Teil der gesamten Biodiversität aus und kann zu Voreingenommenheit führen. Beispielsweise setzen schwach sklerotisierte Insekten mit weichen Körpern viel DNA in das Fixiermittel frei, während stark gepanzerte Arten dazu neigen, überhaupt keine DNA freizusetzen. Dieses Phänomen ist beispielsweise bei Libellen bekannt. Darüber hinaus setzen große Arten überproportional viel DNA frei im Vergleich zu kleineren. Somit führt die Sequenzierung der im Ethanol fixierten DNA zu starken Biomasseeffekten. Aus diesen Gründen wird die Analyse des Ethanols zwar als Ergänzung verwendet, kann jedoch nicht als alleinige Methode zur Abschätzung der biologischen Vielfalt empfohlen werden.

Größenfraktionierung

Die taxonomische Auflösung beim DNA Metabarcoding - mit anderen Worten der Prozentsatz der Gesamtzahl der Arten, die in einer Probe nachgewiesen werden können - kann durch Größenfraktionierung weiter verbessert werden. Wie der Name schon sagt, wird bei dieser Methode die gemischte Probe nach Größe in zwei oder mehr Fraktionen aufgeteilt. Unsere Laborexperten haben ein spezielles, leicht zu reinigendes System mit hohem Durchsatz für die Fraktionierung entwickelt, das an die individuellen Kundenanforderungen angepasst werden kann. Nach unserer Erfahrung hat eine Maschenweite von 6 mm - etwa so groß wie die normale Stubenfliege (Musca domestica) - besonders beeindruckende Ergebnisse gezeigt. Die getrennte Analyse kleiner und großer Fraktionen kann die starken Biomasseeffekte überwinden, die für das Metabarcoding der Fixativ-DNA und in geringerem Maße für die Gesamtmischprobenanalyse charakteristisch sind. Insbesondere kleine und seltene Arten werden im Vergleich zu regulären Metabarcodingprotokollen viel besser nachgewiesen.