Mitochondriale Referenzgenome der Donaufischfauna als Ressource für die Biodiversitätsforschung
(2) First Zoological Department, Natural History Museum Vienna
(3) Institute of Hydrobiology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
(4) Institute of Biodiversity and Ecosystem Research, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria
(5) Federal Ministry of Agriculture and Forestry, Climate and Environmental Protection, Regions and Water Management, Vienna, Austria
(6) Institute for Biological Research "Siniša Stanković", National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade, Belgrade, Serbia
(7) Bavarian Environment Agency (LfU), Fish Ecology, Wielenbach, Germany
(8) HUN-REN Balaton Limnological Research Institute, Tihany, Hungary
(9) Water Research Institute, Bratislava, Slovakia
(10) The "Romanian Waters" National Administration, the "Crişuri" Water Basin Administration, Oradea, Romania
(11) Department of Zoology, Faculty of Science, University of Zagreb, Zagreb, Croatia
(12) Department of Fish Ecology, Institute of Vertebrate Biology AS CR, Brno, Czech Republic
(13) Consultants in Aquatic Ecology and Engineering – Blattfisch e.U., Wels, Austria
(14) Institute of Biology, University of Graz, Graz, Austria
(15) Faculty of Biology, University of Belgrade, Belgrade, Serbia
(16) WWF Bulgaria, Sofia, Bulgaria
(17) National Museum of Natural History, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria
(18) Danube-Ipoly National Park Directorate, Budapest, Hungary
(19) Schönbrunn Zoo, Vienna, Austria
(20) Research Department for Limnology Mondsee, University of Innsbruck, Mondsee, Austria
(21) Institute for Integrative Nature Conservation Research, Department of Ecosystem Management, Climate and Biodiversity, BOKU University, Vienna, Austria
Abstract
Mitochondriale Genome finden vielfältige Anwendung in der Evolutionsbiologie, Naturschutzgenetik und im Biodiversitätsmonitoring. Bei Wirbeltieren werden sie maternal vererbt, besitzen eine relativ konservierte Struktur und weisen im Vergleich zu vielen nuklearen Regionen eine erhöhte Evolutionsrate auf. Dadurch eignen sie sich besonders für die Untersuchung evolutionärer Verwandtschaftsverhältnisse sowie innerartlicher genetischer Variation. Analysen mitochondrialer Genomvariation können Einblicke in Artbildungsprozesse liefern, kryptische Diversität aufdecken und die Identifikation evolutionär bedeutsamer Einheiten unterstützen. Insbesondere durch die Biodiversitätserfassung mittels Umwelt-DNA gewinnen mitogenomische Daten zunehmend an Bedeutung, da viele in Metabarcoding-Studien eingesetzte Marker innerhalb mitochondrialer DNA liegen.
Ziel der hier vorgestellten Arbeit ist die Vervollständigung der verfügbaren Mitogenom-Daten für die Donaufischfauna. Die Donau beherbergt die artenreichste Fischfauna aller europäischen Flüsse. Allein im österreichischen Einzugsgebiet kommen heute über 80 Fischarten vor. Eine genaue Bestimmung der Anzahl aktuell im Donaueinzugsgebiet vorkommender Fischarten gestaltet sich jedoch schwierig. Schätzungen in der Literatur reichen von 115 bis 122 Arten. Der bemerkenswerte Artenreichtum und der hohe Anteil endemischer Arten lassen sich durch die räumliche Heterogenität des Einzugsgebiets sowie die Rolle der Donau als Ost-West-Rekolonisationskorridor nach dem letzten glazialen Maximum erklären. Zugleich haben jahrzehntelanger Flussbau, veränderte Landnutzung, Gewässerverschmutzung sowie gebietsfremde Arten die ökologische Integrität der Donaufischfauna beeinträchtigt. Verlässliche molekulare Referenzdaten sind daher eine wichtige Grundlage für Forschung, Monitoring und Naturschutzplanung.
Als Teil des Joint Danube Survey 5 wurden in 10 Ländern entlang der Donau Fischarten beprobt. Basierend auf diesem Probenmaterial, konnten mittels Illumina-Shotgun-Sequenzierung und standardisierter bioinformatischer Workflows 18 neue mitochondriale Genome generiert werden. Daraus entstand eine Initiative von Forschenden aus dem Donauraum mit dem Ziel, vollständige Mitogenome für die gesamte Fischfauna zu erstellen. Im Vortrag präsentieren wir den aktuellen Stand der Mitogenom-Referenzdatenbank sowie erste methodische Anwendungen.
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