Vom Feld ins Museum - Etablierung einer einfachen und kostenguenstigen multiplex Methode fuer Spinnen Taxonomie unter Verwendung von Third Generation Sequencing Technologie

• Antragstellerin: Dr. Susan Kennedy, seit 12/2021
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447342662

Das Forschungsfeld der Taxonomie hat in den letzten Jahren massiv von der Methode des DNA Barcoding profitiert. Barcoding basiert meist auf der Untersuchung kurzer Genfragmente, s.g. DNA-Barcodes, die zur Identifikation von Taxa herangezogen werden. Allerdings ist die taxonomische Auflösung solcher einzelner Genmarker oft stark limitiert und ihre Evolution spiegelt nicht immer die Evolution von Arten wider. Die Entwicklung von Hochdurchsatz-Sequenziertechnologien hat es in den letzten Jahren erlaubt, die Anzahl untersuchter Genmarker zu vervielfachen. Molekular-Taxonomische Hypothesen können nun auf hunderten oder tausenden von Genen basieren und erlauben damit die sichere Identifikation selbst von evolutionär sehr jungen Arten. Derartige Hochdurchsatzmethoden erhöhen allerdings den Aufwand und die Kosten für DNA Barcoding erheblich. Für Taxonomen, die sich mit der Bestimmung und Beschreibung hunderter neuer Arten konfrontiert sehen, sind diese aber oft unverhältnismäßig aufwendig und teuer. Wir möchten ein alternatives DNA Barcoding Protokoll etablieren, in dem genomweite Multilokus-Daten generiert werden. Geeignete Barcode Marker werden über vergleichende Genomik identifiziert, mittels Long-Range-PCR amplifiziert und anschließend mittels Nanopore-Technologie sequenziert. Unser Protokoll besticht durch seine einfache Handhabung und geringen Kosten von nur wenigen Euro. Darüber hinaus möchten wir ein Multiplex-PCR Protokoll und einen vereinfachten Gen Enrichment Assay entwickeln, um lange Barcode Sequenzen aus Museumsmaterial mit stark degradierter DNA zu gewinnen. Die hier vorgeschlagenen Protokolle erlauben die Generierung tausender von Basenpaaren informativer DNA-Barcode Sequenzen über diverse taxonomische Gruppen für deutlich reduzierte Kosten gegenüber bislang verwandten Hochdurchsatz-Methoden. Darüber hinaus zeichnen diese sich durch eine stark vereinfachte Handhabung aus, die sie Taxonomen auf der ganzen Welt zugänglich machen, auch in Ländern mit limitiertem Forschungsetat.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1991: Taxon-OMICS: Neue Herangehensweisen zur Entdeckung und Benennung von Arten und Biodiversität
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Stefan Prost, bis 12/2021