Баркодирање рибна ДНК

Методите на баркодирање на рибната ДНК се користат за идентификување групи риби врз основа на ДНК секвенци во рамките на избрани региони на геномот. Овие методи може да се користат за проучување на рибите, бидејќи генетскиот материјал, во форма на ДНК од животната средина (еДНК) или клетки, е слободно дифундиран во водата. Ова им овозможува на истражувачите да идентификуваат кои видови се присутни во водно тело со собирање примерок од вода, извлекување на ДНК од примерокот и изолирање на ДНК секвенци кои се специфични за видот од интерес. Методите на баркодирање може да се користат и за биомониторинг и валидација на безбедноста на храната, проценка на исхраната на животните, проценка на мрежите на исхрана и дистрибуцијата на видовите, како и за откривање на инвазивни видови.
Во истражувањето на рибите, баркодирањето може да се користи како алтернатива на традиционалните методи на земање примероци. Методите на баркодирање често можат да обезбедат информации без да му наштетат на проучуваното животно.
Водните средини имаат уникатни својства што влијаат на тоа како се дистрибуира генетскиот материјал од организмите. ДНК материјалот брзо дифундира во водната средина, што овозможува откривање на организми од голема површина при земање примероци од одредено место. Поради брзата деградација на ДНК во водната средина, откриените видови претставуваат современо присуство, без да ги збунуваат сигналите од минатото.
Идентификацијата базирана на ДНК е брза, сигурна и прецизна во нејзината карактеризација низ животните фази и видовите. Референтните библиотеки се користат за поврзување на баркод секвенци со поединечни видови и можат да се користат за идентификување на видовите присутни во примероците од ДНК. Библиотеките со референтни секвенци се исто така корисни за идентификување на видови во случаи на морфолошка двосмисленост, како на пр. во ларвалните фази.
Примероците од еДНК и методите за баркодирање се користат во управувањето со водите,бидејќи составот на видовите може да се користи како индикатор за здравјето на екосистемот. Методите за баркодирање и метабаркодирање се особено корисни во проучувањето на загрозените или рибите што тешко се ловат, бидејќи видовите можат да се детектираат без фаќање или повредување на животните.
1 Апликации
1.1 Еколошки мониторинг
Раното откривање е од витално значење за контрола и отстранување на неавтохтони, еколошки штетни видови (на пример ''Pterois'' sp. во Атлантикот и Карибите). Метабаркодирањето на еДНК може да се користи за откривање на криптични или инвазивни видови во водните екосистеми.
1.2 Управување со рибарство
еДНК може да детектира и квантифицира изобилството на некои анадромни видови, како и нивната временска распределба. Овој пристап може да се користи за развој на соодветни мерки за управување, од особено значење за комерцијалниот риболов.
1.3 Безбедност на храната
Глобализацијата на синџирите за снабдување со храна довело до зголемена неизвесност за потеклото и безбедноста на производите на база на риба. Баркодирањето може да се користи за валидирање на етикетирањето на производите и за следење на нивното потекло. „Измама со риба“ е откриена низ целиот свет. Неодамнешна студија од супермаркети во државата Њујорк покажала дека 26,92 проценти од морска храна со препознатлив баркод биле погрешно етикетирани.
1.4 Заштита на загрозени видови
Баркодирањето може да се користи за зачувување на загрозените видови преку спречување на нелегална трговија со видови наведени во Конвенцијата за меѓународна трговија со загрозени видови на дива флора и фауна. Постои голем црн пазар за рибни производи, а исто така и во трговијата со аквариуми и домашни миленици. За да се заштитат ајкулите од прекумерна експлоатација, нелегалната употреба може да се открие од баркодирање на супа од перки од ајкула и традиционални лекови.
2 Методологија
2.1 Земање примероци во водни средини
Водните средини имаат посебни атрибути што треба да се земат предвид при земање примероци за метабаркодирање на еДНК од риби. Земањето примероци од морска вода е од особен интерес за проценка на здравјето на морските екосистеми и нивниот биодиверзитет. Иако дисперзијата на еДНК во морската вода е голема, а соленоста негативно влијае на зачувувањето на ДНК, примерокот од вода може да содржи големи количини на еДНК од риби до една седмица по земањето примероци. Слободните молекули, цревната обвивка и остатоците од клетките на кожата се главните извори на еДНК од риби.
3 Предности
За паразитите кај рибите, метабаркодирањето овозможува откривање на криптични или микроскопски паразити од водните средини, што е тешко со подиректни методи (на пример идентификување на видови од примероци со микроскопија). Некои паразити покажуваат криптична варијација, а метабаркодирањето може да биде корисен метод за откривање на ова.
Примената на метабаркодирањето на еДНК е исплатлива во големи истражувања или кога се потребни многу примероци. еДНК може да ги намали трошоците за риболов, транспорт на примероци и времето инвестирано од таксономистите, а во повеќето случаи бара само мали количини на ДНК од целните видови за да се постигне сигурна детекција. Постојаното намалување на цените за баркодирање/ метабаркодирање поради техничкиот развој е уште една предност. Пристапот на еДНК е исто така погоден за следење на недостапни средини.
4 Предизвици
Резултатите добиени од метабаркодирањето се ограничени или пристрасни во однос на фреквенцијата на појавување. Исто така е проблематично што не сите видови имаат прикачени баркодови.
Иако метабаркодирањето може да надмине некои практични ограничувања на конвенционалните методи на земање примероци, сè уште не постои консензус во врска со експерименталниот дизајн и биоинформатичките критериуми за примена на метабаркодирањето на еДНК. Недостатокот на критериуми се должи на хетерогеноста на експериментите и студиите спроведени досега, кои се занимавале со разновидности и изобилства на риби, видови водни екосистеми, број на маркери и специфичности на маркерите.
Друг значаен предизвик за методот е како да се квантифицира изобилството на риби од молекуларни податоци. Иако постојат некои случаи во кои квантификацијата била можна се чини дека не постои консензус за тоа како или до кој степен молекуларните податоци можат да ја исполнат оваа цел за следење на рибите.