Senckenberg am Meer Wilhelmshaven

Molekulare Taxonomie

Ziele der Arbeitsgruppe

Im April 2010 wurde am Institut Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven die Nachwuchsforschergruppe „Molekulare Taxonomie Mariner  Organismen“ in der Abteilung Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB) ins Leben gerufen. Das mit mehr als zwei Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Land Niedersachsen finanzierte Projekt hat sich zur Aufgabe gemacht, die Grundlagen für die Charakterisierung und Bestimmung der marinen Artenvielfalt zu schaffen und neue Methoden zur Beschleunigung der Biodiversitätserfassung zu entwickeln. Ziel der Untersuchung sind nicht weit entfernte tropische Meere oder Tiefseeregionen, sondern die heimischen Gewässer der Nordsee und angrenzende Gebiete, welche trotz ihrer Nähe aus molekularbiologischer Sicht noch weitestgehend unerforscht sind. Über eine Laufzeit von sechs Jahren soll das Team die Artenvielfalt molekularbiologisch erfassen und Methoden zur molekularen Artidentifizierung evaluieren und entwickeln. Alle Belegexemplare als auch die neu gewonnenen DNA-Extrakte werden in hauseigenen  Sammlungen bzw. einer hauseigenen DNA-Bank hinterlegt, um eine langfristige und nachhaltige Dokumentation der bearbeiteten Organismen und Proben zu gewährleisten.

 
MolTax-Logo

DNA Barcoding

Ein Ziel der Arbeitsgruppe ist der Aufbau einer umfangreichen DNA-Barcodebibliothek der Metazoa der Nordsee, wobei ein besonderer Fokus auf ökonomisch und ökologisch relevante Arten fällt. Neben Tiergruppen, welche typischerweise von marinen Barcodingstudien erfasst werden wie zum Beispiel Fische oder decapode Krebse, beinhaltet unsere Bibliothek auch Taxa, die im Rahmen solcher Studien häufig ignoriert werden. Dazu zählen unter anderem Arten der Echinodermata, Cnidaria, Gastrotricha und Pycnogonida. Für die Kleinstlebewesen der Meiofauna wurden Extraktionsmethoden und Amplifizierungsprotokolle so weit angepasst, dass nun auch einzelne, nur wenige 100 μm große Individuen erfolgreich identifiziert werden können.

 

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In situ Hybridisierung

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich weiterhin mit der Entwicklung spezielle Färbemethoden basierend auf Oligonukleotidsonden. Hierbei handelt es sich um künstlich hergestellte Nukleotidsequenzen, welche mit bestimmten Abschnitten der ribosomalen 18S RNA interagieren. Diese Sonden sind artspezifisch konzipiert und verursachen bei Anlagerung letztlich eine Farbreaktion, die mit bloßem Auge wahrgenommen werden kann. In den letzten Monaten wurden für verschiedene kommerziell relevante Fischarten Sonden entwickelt, welche nun im Praxistest zur Identifizierung von Fischgeweben und –eiern getestet werden. Weiterhin wird die Verwendung von Sonden zur spezifischen Artidentifizierung von Organsimen des Zooplanktons getestet.

 

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Next generation Sequenzierungen

Die Verfügbarkeit so genannter next generation sequencing-Technologien gepaart mit der Notwendigkeit der Hochdurchsatz-Artidentifizierung innerhalb der Ökologie führte zur Entstehung des so genannten DNA Metabarcodings für Umweltproben. Im Rahmen unseres Projekts evaluieren wir die Nützlichkeit dieser Methodik zur Dokumentation mariner Artenvielfalt unter besonderer Berücksichtigung möglicher methodischer Probleme. 

  

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Analyse von Proteomdaten

Während in der Mikrobiologie seit Jahren die Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) erfolgreich zur Artidentifizierung eingesetzt wird, gibt es dagegen bislang nur wenige Studien für Taxa der Metazoa. Erste Pionierarbeiten enthüllten jedoch das Potential dieser Methodik bei der Identifizierung planktonischer Copoeodenarten aus der Nordsee. Basierend auf diesen Ergebnissen ist Analyse weiterer Taxa mittels dieser viel versprechenden Methodik in den nächsten Jahre geplant.

 

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Mit der Molekularen Taxonomie leisten wir Beiträge zu dem Forschungsbereich:

 

Biodiversität und Systematik 
 

 
 

 

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