DNA Barcoding και φυλογενετική ανάλυση ελασμοβράγχιων της Ανατολικής Μεσογείου μέσω μοριακών δεικτών

Abstract

Οι μοριακές τεχνικές αποτελούν μέθοδο υψηλής σημασίας για την διαχείριση και προστασία των αλιευτικών πόρων, ιδιαίτερα για απειλούμενα είδη. Η λεκάνη της Μεσογείου, έγκλειστη από στεριά θάλασσα με ιδιαίτερα γεωλογικά και ωκεανογραφικά χαρακτηριστικά, ιστορικά αποτελούσε περιοχή με υψηλή πυκνότητα Eλασμοβράγχιων ιχθύων. Πλέον, 53-71% των Eλασμοβράγχιών της απειλούνται με εξαφάνιση λόγω ανθρωπογενών παραγόντων. Οι συνθήκες αυτές καθιστούν σημαντική την κατανόηση του κύκλου ζωής, μορφολογικών χαρακτηριστικών, εξελικτικών σχέσεων, ταξινομικής και πληθυσμιακής δομής τους. Η διατριβή αυτή στοχεύει στην παραγωγή δεδομένων στα πλαίσια της ευρείας προσπάθειας για την διαχείριση και προστασία των Eλασμοβράγχιων ιχθύων της Ανατολικής Μεσογείου, περιοχής για την οποία υπάρχει έλλειψη πληροφοριών γενετικής φύσεως. Το μιτοχονδριακό γονίδιο COI (cytochrome oxidase subunit I), μοριακός δείκτης ο οποίος αξιοποιείται ευρέως στην μέσω DNA Barcoding ταυτοποίηση είδους, χρησιμοποιήθηκε ώστε να συγκριθούν οι αλληλουχίες 23 δειγμάτων Ελασμοβράγχιων ιχθύων, ήδη αντιστοιχημένων σε είδος μέσω μορφολογικών μετρήσεων, με αλληλουχίες της βάσης δεδομένων GenBank μέσω BLAST. Στη συνέχεια επιλέχτηκαν οι αλληλουχίες με το υψηλότερης ποιότητας διάβασμα, και για τμήμα μεγέθους αλληλουχίας 570bp πραγματοποιήθηκε φυλογενετική ανάλυση με τις μεθόδους Maximum Likelihood και Bayesian Analysis. Στις περισσότερες των περιπτώσεων τα μοριακά δεδομένα επαλήθευσαν τις μορφολογικές μετρήσεις. Παρατηρήθηκε ταξινομική ασάφεια μεταξύ των ειδών H. nakamurai και H. griseus, γεγονός το οποίο τονίζει την ανάγκη για περαιτέρω έρευνα στα είδη βαθέων υδάτων του γένους Hexancus. Η φυλογενετική ανάλυση δεν απέδωσε με επιτυχία τις μεταξύ ειδών εξελικτικές σχέσεις. Συμπεραίνεται ότι το τμήμα αλληλουχίας του γονιδίου COI που αξιοποιήθηκε σε αυτή την εργασία δεν αποτελεί επαρκές μέγεθος για φυλογενετική ανάλυση.

Molecular techniques consist an important method for fisheries management and conservation, especially regarding vulnerable species. The Mediterranean basin, a landlocked sea of unique geological and oceanographic characteristics, was historically an area of high Elasmobranch abundance. In modern times 53-71% of resident Elasmobranchs are threatened with extinction due to human activity. These circumstances call for further understanding of their life cycle, morphological characteristics, evolutionary relationships, taxonomy and population structure. This thesis aims to produce data as part of the larger-scale attempt for conservation and management of Eastern Mediterranean Elasmobranch species, as currently there is limited genetic data for the area. The mitochondrial COI gene (cytochrome oxidase subunit I), a molecular marker widely used for species identification via DNA Barcoding, was utilized so as to compare the sequences of 23 Elasmobranch samples, already identified to species level by morphological measurements, with sequences from the GenBank database via BLAST. The sequences with the highest quality read were selected and a 570bp sequence segment was used for phylogenetic analysis via the Maximum Likelihood and Bayesian methods. In most cases molecular data confirmed morphological measurements. Taxonomic ambiguity was observed between the species H. nakamurai and H. griseus, emphasizing the need for further research in deep-sea species of the genus Hexancus. Phylogenetic analysis failed to correctly discern between-species evolutionary relationships. In conclusion, the COI gene sequence segment used in this study is of insufficient size for phylogenetic analysis.