velikost textu

Genetic variation in North American crayfish species introduced to Europe and the prevalence of the crayfish plague pathogen in their populations

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Genetic variation in North American crayfish species introduced to Europe and the prevalence of the crayfish plague pathogen in their populations
Název v češtině:
Genetická variabilita severoamerických raků introdukovaných do Evropy a nakaženost jejich populací račím morem
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Lenka Filipová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Adam Petrusek, Ph.D.
Oponenti:
Dr. Javier Diéguez-Uribeondo
Dr. Peter Trontejl
Konzultant:
prof. RNDr. Zdeněk Ďuriš, CSc.
Id práce:
82877
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra ekologie (31-162)
Program studia:
Ekologie (P1514)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
13. 4. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
invazní raci, genetická variabilita, račí mor, Aphanomyces astaci, Evropa, Severní Amerika, Francie
Klíčová slova v angličtině:
invasive crayfish, genetic variation, crayfish plague, Aphanomyces astaci, Europe, North America, France
Abstrakt:
- ABSTRAKT - Biologické invaze korýšů představují vážnou hrozbu pro původní druhy v Evropě. Ve své dizertační práci jsem se zaměřila na nepůvodní sladkovodní raky introdukované do Evropy, a jejich parazita Aphanomyces astaci, původce račího moru. Má práce zahrnuje čtyři publikované prvoautorské články (kapitoly I, II, IV a V), dva prvoautorské rukopisy (kapitoly III a VI) a jeden článek, jehož jsem spoluautorkou (kapitola VII). První část (kapitoly I-V) je zaměřena na genetickou variabilitu severoamerických raků introdukovaných do Evropy. Ukázali jsme, že genetická variabilita dvou raků, kteří jsou oba úspěšnými invazními druhy v Evropě, se výrazně liší a odráží jejich odlišný způsob kolonizace kontinentu. Rak pruhovaný, Orconectes limosus, byl pravděpodobně do Evropy introdukován jen jednou, kdy bylo dovezeno 90 jedinců. Variabilita na úrovni mitochondriální DNA je u raka pruhovaného v Evropě mnohem nižší než v Severní Americe (kapitola I), ačkoli určitá míra variability byla zaznamenána na jaderných markerech v jeho středoevropských populacích (kapitola II). Opačným příkladem je rak signální, Pacifastacus leniusculus, který byl do Evropy introdukován vícekrát, mnoha jedinci. Jeho geneticky vysoce diverzifikované evropské populace patří jedinému poddruhu P. l. leniusculus (kapitola III). Ten je jedním ze tří poddruhů, které jsou známé ze severní Ameriky. Objev nových linií mitochondriální DNA v severní Americe ovšem ukazuje, že rozdělení těchto poddruhů by mělo být přezkoumáno a bude proto vhodné dále studovat raka signálního v jeho americkém areálu. Kapitola V ukazuje, že pro přesné určení nově objevených nepůvodních druhů raků v Evropě je vhodná metoda genetického „čárového kódu“ (DNA barcoding). Ověřili jsme identifikaci (určenou na základě morfologie) u některých z těchto invazních raků (Orconectes juvenilis, druhový komplex raka O. virilis, dále Procambarus fallax, a komplex P. acutus/zonangulus). U studovaných jedinců komplexu kryptických druhů raka Orconectes virilis (kapitola IV), u raka O. immunis a u komplexu P. acutus/zonangulus jsme nalezli překvapivě vysokou míru genetické variability. Porovnání variability nepůvodních raků v Evropě s daty ze severní Ameriky nám tedy může pomoci odhalit důležité informace o celkové variabilitě v rámci těchto taxonů. Kapitoly VI a VII jsou věnovány detekci račího moru u nepůvodních raků v Evropě. Původce onemocnění, Aphanomyces astaci (oomycety), se poprvé objevil v Evropě v roce 1859 a způsobil masový úbytek populací původních druhů raků. Severoameričtí raci přítomní v Evropě mohou tento patogen přenášet a nakazit jím původní evropské druhy; stále tak způsobují úhyny těchto citlivých populací. Informace o promořenosti populací invazních druhů račím morem jsou proto nezbytné, abychom zjistili, jaké nebezpečí tyto populace představují pro původní raky. Kapitola VI přináší údaje o promořenosti francouzských populací raka signálního P. leniusculus račím morem, které byly získány kvantitativní metodou TaqMan MGB real-time PCR. Potvrdili jsme, že tento druh je ve Francii přenašečem račího moru a doufáme, že naše data přispějí k účinné ochraně původního raka bělonohého, Austropotamobius pallipes, v této zemi. V kapitole VII jsme použili stejnou metodu detekce A. astaci, abychom otestovali vzorky invazních raků ze střední Evropy, které byly dříve zpracovány jinou molekulární metodou. Vysoká citlivost real-time PCR nám umožnila odhalit další nakažené jedince, u kterých nebyla nákaza dříve prokázána. Potvrdili jsme tak, že tato metoda je velmi vhodná pro detekci původce račího moru, přestože je vhodné použít kombinaci více molekulárních metod.
Abstract v angličtině:
- ABSTRACT (IN ENGLISH) - Biological invasions by crustaceans represent a serious threat for native species in Europe. In my thesis I focus on non-indigenous freshwater crayfish introduced to Europe and their parasite Aphanomyces astaci, the pathogen of the crayfish plague. The thesis consists of four already published first-author papers (chapters I, II, IV and V), two first-author manuscripts (chapters III and VI), and one paper which I co-authored (chapter VII). The first part (chapters I-V) focuses on genetic variation in North American crayfish introduced to Europe. We showed that in two crayfish species, both successful invaders in Europe, genetic variation differs significantly, reflecting their different colonization histories on the continent. The spiny-cheek crayfish Orconectes limosus was likely introduced to Europe just once, in small numbers (90 individuals). Variation at the mitochondrial DNA (mtDNA) level in the spiny-cheek crayfish in Europe is much lower compared to North America (chapter I), although some variation was revealed by nuclear markers in its Central European populations (chapter II). In contrast, the signal crayfish Pacifastacus leniusculus was introduced to Europe several times, in large numbers. Its European populations are highly diverse genetically and belong to a single subspecies, P. l. leniusculus, one of the three subspecies recognised in North America (chapter III). Nevertheless, the discovery of new mtDNA lineages in North America showed that the division into subspecies should be revised and more studies from its American range are needed. Chapter V showed the utility of DNA barcoding, in combination with morphological examinations, for accurate identification of newly established non-indigenous crayfish in Europe. We verified morphological identification of some of these invaders (Orconectes juvenilis, O. virilis complex, Procambarus fallax, P. acutus/zonangulus complex). Moreover, in studied individuals from the Orconectes virilis cryptic species complex (chapter IV), O. immunis, and the Procambarus acutus/zonangulus complex surprisingly high variation was found (chapter V). Comparing the patterns of variation in non-indigenous crayfish in Europe with data from their American range may therefore reveal important information on overall variation within these taxa. Chapters VI and VII are dedicated to the detection of the crayfish plague pathogen in non-indigenous crayfish in Europe. Aphanomyces astaci (oomycetes) first appeared in Europe in 1859 and has substantially reduced native crayfish populations. North American crayfish established in Europe may carry the pathogen and transmit it to indigenous European crayfish, causing mortalities of these susceptible populations that continue today. Information on A. astaci prevalence in invasive crayfish populations is therefore necessary for evaluation of the threat they represent to native species. Chapter VI provides information on the crayfish plague prevalence in French populations of the signal crayfish P. leniusculus obtained by a quantitative TaqMan MGB real-time PCR. We confirm that the species serves as a reservoir of the pathogen in France and we hope our data will contribute to the efficient protection of the native white-clawed crayfish Austropotamobius pallipes in the country. In chapter VII, the same method of A. astaci detection was used to test samples of invasive crayfish from Central Europe which were previously analysed by another molecular method. The high sensitivity of the real-time PCR allowed discovery of infected individuals in populations where the presence of A. astaci was not reported before. We therefore confirm that the method is suitable for routine detection of the crayfish plague pathogen, although a combination of molecular methods is recommended.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Lenka Filipová, Ph.D. 8.28 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Lenka Filipová, Ph.D. 98 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Lenka Filipová, Ph.D. 82 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Javier Diéguez-Uribeondo 426 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Peter Trontejl 2.65 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 767 kB