Traditional species identification based on morphological characters is laborious
and requires expert knowledge. It is further complicated in the case of
species assemblages or degraded and processed material. DNA-barcoding,
species identification based on genetic data, has become a suitable alternative,
yet species assemblages are still difficult to study. In the past decade
meta-barcoding has widely been adopted for the study of species communities,
due to technological advances in modern sequencing platforms and
because manual separation of individual specimen is not required. Here,
meta-barcoding is put into context and applied to the study of bee-collected
pollen as well as bacterial communities. These studies provide the basis
for a critical evaluation of the powers and limitations of meta-barcoding. Advantages
identified include species identification without the need for expert
knowledge as well as the high throughput of samples and sequences. In
microbiology, meta-barcoding can facilitate directed cultivation of taxa of interest
identified with meta-barcoding data. Disadvantages include insufficient
species resolution due to short read lengths and incomplete reference
databases, as well as limitations in abundance estimation of taxa and functional
profiling. Despite these, meta-barcoding is a powerful method for the
analysis of species communities and holds high potential especially for automated
biomonitoring. / Traditionelle Methoden der Identifizierung von Organismen anhand von morphologischen Merkmalen sind arbeits- und zeitaufwendig und benötigen Expertenkenntnisse der
Morphologie. Weitere Probleme liegen in der Analyse von Artgemeinschaften und prozessiertem Material. DNA-barcoding, Artbestimmung anhand von genetischen Merkmalen, hat sich als Alternative
herausgebildet, jedoch sind Artgemeinschaften nach wie vor schwierig zu analysieren. Im vergangenen
Jahrzehnt wurde meta-barcoding zur Analyse von Artgemeinschaften entwickelt; insbesondere durch
die Weiterentwicklung moderner Sequenziergeräte und da eine Auftrennung der Organismen innerhalb einer Gemeinschaft nicht mehr notwendig ist. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst ein Überblick über meta-barcoding erstellt. Die Methode wurde dann für die Analyse von Bienen-gesammeltem Pollen und Bakteriengemeinschaften angewandt. Diese Studien bilden eine gute Basis, um die Vor- und Nachteile
von meta-barcoding kritisch zu bewerten. Vorteile beinhalten unter anderem, dass Organismen
bestimmt werden können, ohne dass Expertenkenntnisse notwendig sind, sowie der hohe Durchsatz von
Proben und Sequenzen. In der Mikrobiologie kann meta-barcoding eine gerichtete Kultivierung von
Bakterien erleichtern, die durch meta-barcoding als Zielorganismen indentifiziert wurden. Nachteile
finden sich in der manchmal noch unzureichenden Unterscheidung nah ver- wandter Arten aufgrund von
kurzen Sequenzlängen und lückenhaften Referenzdatenbanken, sowie Einschränkungen in der
Abschätzung von Abundanzen und Funktionen der Organismen innerhalb der Artgemeinschaft. Trotz
dieser Problematiken ist meta-barcoding eine leistungsstarke Methode für die Analyse von
Artgemeinschaften und ist besonders vielversprechend
für automatisiertes Bio-Monitoring.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:14457 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Sickel, Wiebke |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_ohne_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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