Phylogenetic Analysis of the Baltic Skeletonema marinoi
Kalaniemi, Salla (2013)
Kalaniemi, Salla
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302042043
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302042043
Tiivistelmä
Opinnäytetyö toteutettiin Suomen ympäristökeskuksen Merikeskuksessa Innovaatiot ja mallit yksikössä, jossa erikoistutkija Anke Kremp ja tutkija Conny Sjöqvist tutkivat kasvi-planktonien ekologiaa, monimuotoisuutta sekä populaatiogenetiikkaa. Piilevä Skeletonema marinoi on yksi heidän tutkimistaan organismeista, ja tässä opinnäytetyössä oli tavoitteena fylogeneettisen analyysin avulla tutkia Itämerellä eristettyjen S. marinoi -kantojen erilais-tumista. Itämeri on murtovesiallas, jossa on voimakas suolagradientti, minkä seurauksena se on mielenkiintoinen tutkimuskohde. S. marinoi on maailmanlaajuisesti levinnyt piilevä, joka kukkii keväisin voimakkaasti myös Itämerellä. Yhteyttävänä organismina sillä on mer-kittävä rooli hiilensidonnassa. Lisäksi piileville tyypillinen piidioksidisoluseinärakenne tekee S. marinoista keskeisen organismin myös piinkierrossa.
Fylogeneettisen analyysin avulla on mahdollista saada paljon tietoa sekä lajien välisistä että sisäisistä suhteista. Analyysin avulla pystytään tutkimaan lajien evolutiivista historiaa. Tässä opinnäytetyössä analysoitiin ribosomaalisen DNA-alueen ITS-jaksoa, joka ei koodaa mitään geenejä eikä rRNA:ta, mutta on osoittautunut hyväksi fylogeneettiseksi markkeriksi lajinsisäisessä tutkimuksessa.
Työssä eristettiin DNA:ta laboratoriokasvatuksessa olleista S. marinoi -kannoista. DNA-näytteistä kopioitiin PCR-reaktiolla ITS-jaksoja, jotka lähetettiin sekvensoitaviksi. Sekvenssit linjattiin yhdessä GenBankista kerättyjen sekvenssien kanssa MEGA-ohjelmassa ClustalW-metodilla. Sekvenssirinnastuksista rakennettiin fylogeneettisiä puita MEGA-ohjelmassa Neighbor-Joining -metodilla. Puut juurrutettiin piilevä Thalassiosira rotulan avulla, ja puiden luotettavuus arvioitiin Bootstrap-analyysillä.
Tässä työssä esitellään kaksi fylogeneettistä puuta, joista ensimmäinen on suhteellisen luotettava Bootstrap-arvojen perusteella. Puussa Itämeren kannat ovat erottuneet Kanadan kannoista sekä Itämeren pohjoiset ja eteläiset kannat ovat eriytyneet omiin haaroihinsa. Havaittu järjestäytyminen tukee esitettyä hypoteesiä suolagradientin vaikutuksesta S. marinoin erilaistumiseen Itämerellä. Toinen puu ei ole kovin luotettava, eikä kantojen osin ristiriitaista järjestäytymistä pystytä selittämään tämän opinnäytetyön puitteissa.
Fylogeneettisen analyysin avulla on mahdollista saada paljon tietoa sekä lajien välisistä että sisäisistä suhteista. Analyysin avulla pystytään tutkimaan lajien evolutiivista historiaa. Tässä opinnäytetyössä analysoitiin ribosomaalisen DNA-alueen ITS-jaksoa, joka ei koodaa mitään geenejä eikä rRNA:ta, mutta on osoittautunut hyväksi fylogeneettiseksi markkeriksi lajinsisäisessä tutkimuksessa.
Työssä eristettiin DNA:ta laboratoriokasvatuksessa olleista S. marinoi -kannoista. DNA-näytteistä kopioitiin PCR-reaktiolla ITS-jaksoja, jotka lähetettiin sekvensoitaviksi. Sekvenssit linjattiin yhdessä GenBankista kerättyjen sekvenssien kanssa MEGA-ohjelmassa ClustalW-metodilla. Sekvenssirinnastuksista rakennettiin fylogeneettisiä puita MEGA-ohjelmassa Neighbor-Joining -metodilla. Puut juurrutettiin piilevä Thalassiosira rotulan avulla, ja puiden luotettavuus arvioitiin Bootstrap-analyysillä.
Tässä työssä esitellään kaksi fylogeneettistä puuta, joista ensimmäinen on suhteellisen luotettava Bootstrap-arvojen perusteella. Puussa Itämeren kannat ovat erottuneet Kanadan kannoista sekä Itämeren pohjoiset ja eteläiset kannat ovat eriytyneet omiin haaroihinsa. Havaittu järjestäytyminen tukee esitettyä hypoteesiä suolagradientin vaikutuksesta S. marinoin erilaistumiseen Itämerellä. Toinen puu ei ole kovin luotettava, eikä kantojen osin ristiriitaista järjestäytymistä pystytä selittämään tämän opinnäytetyön puitteissa.