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Projekt
Entwicklung, Erprobung und Anwendung genomischer Methoden für die Artabgrenzung bei palaearktischen und tropischen Amphibien
Antragsteller
Professor Dr. Michael Hofreiter; Professor Dr. Miguel Vences
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Systematik und Morphologie der Tiere
Systematik und Morphologie der Tiere
Förderung
Förderung von 2017 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 350782366
In den vergangenen 10 Jahren haben neue Hochdurchsatz-DNA-Sequenziertechniken die Möglichkeit eröffnet, äusserst umfangreiche genomische Datensätze zu erhalten und diese im Rahmen von koaleszenzbasierten statistischen Verfahren für die Identifizierung isolierter Evolutionslinien von Organismen einzusetzen. Diese Methoden ermöglichen erstmals eine prinzipiell sehr akkurate statistisch abgesicherte Abgrenzung verschiedener Arten. Empirische Vergleiche verschiedener Typen genetischer Marker für dieses Ziel sind jedoch selten. In dem hier beantragten Projekt planen wir, die Effizienz verschiedener genomischer Markersätze in der statistischen Artabgrenzung vergleichend zu testen. Hierfür werden wir Amphibien als Modellgruppe verwenden. Unser Ziel ist es, eine effiziente, bezahlbare und routinemäßig anwendbare Methode zur Hochdurchsatz-Sequenzierung eines Sets molekularer Marker zu entwickeln, welche bei Amphibien eine verläßliche Artabgrenzung ermöglichen. Hierfür werden wir zunächst von 17 gut untersuchten europäischen Amphibienarten unterschiedliche genomische Daten erarbeiten, insbesondere durch Sequenzierung von RNA (RNAseq / Transkriptome) sowie durch Methoden wie "restriction site associated DNA sequencing" (ddRADseq), "hybridization capture using RAD probes" (hyRAD), und "molecular inversion probes" (MIP). Die europäischen Zielarten vertreten das gesamte Kontinuum von sehr jungen und kaum differenzierten innerartlichen Einheiten bis hin zu genetisch und morphologisch stark divergenten jedoch manchmal hybridisierenden Arten. Die Taxonomie dieser Arten ist durch eine Vielzahl sehr umfangreicher, integrativer Studien untersucht, so dass sie als Bezugsnorm für die Zielgenauigkeit der koaleszenzbasierten Artabgrenzungs-Verfahren mit den verschiedenen genetischen Marker-Sets dienen können. Wir werden Marker unter anderem nach unterschiedlicher Länge, Sequenziertechnik, Variation und biologischer Funktion miteinander vergleichen und ihre Eignung zur Artabgrenzung bei den europäischen Zielarten testen. Gut geeignete Marker dürfen schwach differenzierte innerartliche genetische Cluster nicht fälschlicherweise als Arten identifizieren, also keine taxonomische Inflation herbeiführen. Sie sollten aber auch eindeutig differenzierte aber hybridisierende Arten zuverlässig als eigenständig erkennen. Basierend auf den erhaltenen empirischen Daten werden wir ein effizientes und auch bei routinemäßiger Anwendung bezahlbares Marker-Set erarbeiten und hierzu auch Details zu Sequenziermethode und statistischer Artabgrenzung bei Amphibien vorschlagen. Diese Methode wird dann auf eine taxonomisch komplexe Gruppe tropischer Frösche angewendet (die Gattung Brygoomantis aus Madagaskar), mit dem Ziel einer "fast track"-taxonomischen Revision mit der formalen Beschreibung von über 20 Arten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
