Optimalisering av metode for biodiversitet analyse med ITS som målgen

Abstract

Dette forsøket tar sikte på å optimalisere ITS (Internal Transcribed Spacer) gen-amplifisering for videre biodiversitetanalyse, med søkelys på å bidra til kartlegging av fremmede arter som kommer inn i Norge gjennom planteimport. Biodiversitet er en av flere avgjørende faktorer for økosystemets funksjonalitet, og overvåkning og identifisering av fremmede arter som kan true det biologiske mangfoldet er derfor viktig.

DNA metabarcoding er en effektiv metode for identifisering av organismer basert på de genetiske signaturene deres. I denne studien ble polymerase kjedereaksjon (PCR) benyttet til å amplifisere ITS genet fra planteprøver for videre artsidentifisering ved bruk av DNA metabarcoding. Målet med studien er å optimalisere denne reaksjonen ved å undersøke ulike variablers effekt på utbyttet av PCR. Variablene som ble undersøkt inkluderte tilsetning av dimetylsulfoksid (DMSO) og magnesiumklorid (MgCl2), ulike konsentrasjoner av tilsatt templat-DNA og primerløsning og endringer i PCR-reaksjonens hybridiseringstemperatur. Disse variablene ble systemisk manipulert for å finne den optimale kombinasjonen som resulterte i best amplifikasjonsutbytte. Resultatene av eksperimentet bidro til å finne de mest gunstige betingelsene for amplifisering av ITS, og ved å optimalisere PCR-prosessen kan kartleggingen av fremmede arter som potensielt truer norsk biodiversitet forbedres. Forsøket bidrar med innsikt i metodene for å indentifisere og overvåke introduksjonen av fremmede arter ved hjelp av genomisk gjenkjenning, og resultatene kan være nyttige for videre forskning og utvikling av disse metodene.

This experiment aims to optimize ITS (Internal Transcribed Spacer) gene amplification for further biodiversity analysis, with a focus on contributing to the mapping of foreign species that enter Norway through plant importation. Biodiversity is one of several decisive factors for the functionality of an ecosystem, and monitoring and identification of foreign species that may threaten biodiversity is therefore important.

DNA metabarcoding is an effective method for identifying organisms based on their genetic signatures. In this study polymerase chain reaction (PCR) was used to amplify the ITS gene from plant samples for further species identification by use of DNA metabarcoding. The aim of the study was to optimize this reaction by investigating the effects of various variables to the PCR-yield. The variables investigated included the addition of dimethyl sulfoxide (DMSO) and magnesium chloride (MgCl2), different concentrations of added template-DNA and primer solution, and changes in the PCR annealing temperature. These variables were systematically manipulated to find the optimal combination that resulted in the best amplification yield. The results of the experiment helped to find the most favourable conditions for amplification of ITS, and by optimizing the PCR-process, the mapping of foreign species and invasive species that can potentially threaten Norwegian biodiversity can be improved. The experiment contributes insight into the methods for identifying and monitoring the introduction of foreign species using genomic recognition, and the results may be useful for further research and development of these methods.