Archiv für den Autor: Vasco Elbrecht

Neue Veröffentlichung: DNA basierte Gewässerbewertung

In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Methods in Ecology and Evolution erschienenem Artikel haben wir das Potenzial DNA-basierter Methoden für das Routinemonitoring von Fließgewässern getestet. Mit der „DNA-Metabarcoding“-Methode können Hunderte bentische Invertebraten in einer Probe auf einmal bestimmt werden. Die Bewertungsergebnisse zwischen morphologischen und DNA basierten Methoden sind sehr ähnlich, wobei mit Metabarcoding mehr Tiere auf Artniveau bestimmt werden konnten. Dennoch zeigt unsere Studie auch noch existierende Schwächen der neuen DNA-Metabarcoding auf: Etwa 30% der morphologisch identifizierten Tiere konnten nicht entdeckt detektiert werden. Dies kann auf den noch unvollständigen Referenz-Gendankenbanken beruhen, Resultat von Fehlbestimmungen oder „Primer bias“ sein. Unsere Arbeit ist ein wichtiger Schritt in der Methoden-Valiedierung und zeigt das Potential von DNA Metabarcoding im Routinemonitoring.

Foto 1: Vasco Elbrecht, Edith Vamos und Florian Leese (von links nach rechts) haben zusammen mit Kristian Meissner und Jukka Aroviita vom Finnischem UmweltinstitutSYKE  insgesamt 18 Monitoring Proben aus Finnland molekular und Morphologie-basiert untersuchet.

Außerdem hat es die von uns entwickelte Bioinformatik software PrimerMiner (im selben journal erschienen) diesen Monat auf das journal cover von Methods in Ecology and Evolution geschafft.

Foto 2: Das Cover-Foto von Methods in Ecology and Evolution Zeigt eine Makroinvertertebraten Probe welche mit Hilfe von Flüssig-Stickstoff und einem Mörser homogenisiert wird um die DNA Extraktion zu ermöglichen.

Konferenz video: Metabarcoding Primer Entwicklung

In Sacramento haben wir der diesjährigen Konferenz der Society for freshwater Science SFS unsere neusten Forschungsergebnisse zum DNA Metabarcoding vorgestellt. Ein video der presentation ist in Englischer Sprache auf YouTube zu finden.

Insbesondere das Primer-development-tool PrimerMiner wurde vorgestellt, welches als R package auf GitHub erhältlich ist. Zusätzlich ist kürzlich zu entsprechendem Package ein PrePrint als vorab Veröffentlichung erschienen.

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Neue Veröffentlichung: Ribosomale Marker für DNA-Metabarcoding!

Basierend auf unseren zuvor genutzten Artgemeinschaften, welche wir zum Entwickeln unseres COI DNA Metabarcoding-Protokolls verwendet haben, ist nun eine weitere Veröffentlichung erschienen. In dem PeerJ erschienenen Artikel testen wir ob ribosomale metabarcoding Marker Artgemeinschaften besser detektieren als die zuvor verwendeten COI Folmer Primer. Dies war tatsächlich der Fall, jedoch ist die Nutzbarkeit des 16S Markers stark durch die limitierten Referenzdaten eingeschränkt. Die gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern aus Frankreich veröffentlichte zeigt entsprechend, dass ein alternativer zu COI prinzipiell gut nutzbar ist. Aufgrund der umfangreichen Referenzdatenbank für COI werden wir jedoch auch in den nächsten Jahre auf den COI Marker vertrauen. Dass mit angepassten Primern dieser Marker ebenso zuverlässig ist wie der ribosomale Marker zeigen erste Tests.

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Abbildung: Der getestete 16S Marker zeigt deutlich weniger Variabilität als der standard COI Folmer Maker.

Video: Trocknen und Homogenisieren von Umweltproben

Mit der im Leeselab entwickelten DNA Metabarcoding-Methode können Hunderte von Invertebraten aus Umweltproben sicher identifiziert werden. Die Tiere werden mit einem Netz von der Gewässersohle gesammelt („Kick-sampling“). Für die weitere Bearbeitung im Labor ist eine Trocknung der in Ethanol gelagerten Tiere notwendig. Danach werden die Proben in einem Homogenisator fein zermahlen. Bereits ein kleiner Teil dieses feinen Pulvers reicht aus, um DNA von allen in der Probe vorhandenen Individuen zu erhalten und sie folglich über unsere DNA Metabarcoding-Methoden zu identifizieren.

Wir zeigen in folgendem Video, wie wir Invertebraten-Proben bei uns im Labor trocknen und homogenisieren. Derzeit bearbeiten wir Proben aus Finnland, welche dort zur Gewässerbewertung genutzt wurden. Ein weiterer Beitrag zu dieser Methode ist kürzlich im Radio (wdr5) erschienen.

Neuer PrePrint: Potential von 16S markern für DNA metabarcoding

Zusammen mit unseren Kollegen aus Frankreich stellen wir nun in einer Ersten Vorabveröffentlichung (PrePrint) unsere Daten zum 16S metabarcoding marker zur Verfügung. Wir konnten zeigen das der in Frankreich entwickelte DNA marker mehr Insekten detektieren kann als der standard COI marker den wir zuvor verwendet haben. So ließen sich in Zukunft fast alle Insekten in einer Umweltprobe detektieren was zu einer genaueren Beschreibung der Ökosysteme führt.

Die Vorabveröffentlichung kann hier herunter geladen werden!

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DNA metabarcoding Vorträge in Bonn und Landau! + Video

Im Januar wurde Vasco Elbrecht ins Museum Koenig (Bonn) und die Uni Landau eingeladen, um über aktuelle DNA Metabarcoding-Forschungsergebnisse aus dem Leeselab vorzutragen. Der Vortrag aus Landau ist in Englischer Sprache auf YouTube verfügbar.

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Screen Shot 2016-01-15 at 13.45.15Foto: Vasco Elbrecht vor der Savannen-Landschaft im Museum Koenig (Bonn).

Besuch aus Finnland!

Letzte Woche hatten wir von Dr. Kristian Meissner vom Finnischem Umweltinstitut SKYE Besuch. Derzeit untersuchen wir finnische Makrozoobenthos-Proben, und wenden unsere entwickelten Metabarcoding-Protokolle an, um die Gewässerbewertung genauer und günstiger zu machen. Kristian konnte sich über den Stand der aktuellen Projekte Informieren und neue Forschungsprojekte planen. Gleichzeitig präsentierte er in einem Vortrag neue Ergebnisse alternativer, optischer Methoden zur Verbesserung der Gewässerbewertung.

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Bild 1: Die Proben aus Finnland  enthalten Hunderte von Tieren, welche vor der DNA-Extraktion getrocknet werden.

Erster DNA Metabarcoding-Workshop!

Letzte Woche haben Florian Leese und Vasco Elbrecht an der Universität Duisburg Essen einen dreitägigen DNA-Metabarcoing Workshop gehalten. In gemütlichem Rahmen wurde den 15 Teilnehmern wurden unsere entwickelte Metabarcoding-Pipeline nähergebracht, so wie das gelernte an einem High-Throughput Datensatz an eigenem Rechner durchgespielt. Wir bedanken uns bei allen Teilnehmern für die tolle Mitarbeit und spannenden Gesprächen. Bis zum nächsten Jahr!

IMG_2093 Foto 1: Teilnehmer des Metabarcoding-Workshops 2015.

IMG_2085Foto 2: Vasco erläutert Probleme des Tagswitchings in DNA-Metabarcoding Protokollen.

Metabarcoding: Einfluss von BTI auf Zuckmücken

Anna Kästel von der Universität Koblenz-Landau und Vasco Elbrecht haben die letzten zwei Wochen 20 Zuckmücken Proben zum Metabarcoding vorbereitet. Zusammen mit Kathrin Theissinger, Carsten Brühl und Florian Leese untersuchen wir den Einfluss von Bacillus thuringiensis israelensis (BTI) auf Zuckmücken. BTI wird am Oberrhein zur Stechmückenkontrolle eingesetzt, könnte aber auch Effekte auf andere Dipteren haben. Mit modernsten Metabarcoding-Methoden wollen wir den Effekt von BTI erforschen.

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Foto: Vasco Elbrecht und Anna Kästel mit der fertigen Metabarcoding Library.