Genetic diversity within pennate diatoms: implications for taxonomy and ecology.

Abstract

V posledních desetiletích,byla u morfologicky vymezených druhů rozsivek objevena znač- ná druhová diverzita, a to zejména pomocí molekulárních metod.Taxonomie rozsivek vyžaduje revizi a molekulární data při ní sehrají důležitou úlohu. Relativně levný a rychlý způsob, jak začlenit molekulární data do výzkumu rozsivek, představuje DNA-barcoding. Klíčovým kro- kem, který určuje využitelnost této metodiky, je výběr vhodného markeru. Vybrané markery jsme proto otestovali na modelovém rodu Frustulia. Získaná data podpořila vymezení dvou nových druhů, které jsme v samostatné studii popsali jako Frustulia curvata a Frustulia paulii. Nejvhodnějšími markery pro identifikaci druhů byl úsek velké ribosomální podjednotky (28S) a úsek genu, který kóduje enzym RUBISCO. Ve studii jsme ale objevili případ, kdy se tyto markery neshodovaly. Neshody mezi genovými stromy komplikují vymezení druhů na základě jediného molekulárního markeru. Pokud budeme používat barcode složený ze dvou markerů, sníží se riziko chybného vymezení druhů a neshody upozorní na případy, které zasluhují další studium. Vhodnější přístup k vymezování druhů na základě molekulárních dat nicméně před- stavují algoritmy, které jsme využili k vymezení druhů v komplexu Eunotia bilunaris-flexuosa. Tyto algoritmy využívají více lokusů a vycházejí ze...

In past decades, molecular methods helped to discover extensive diversity hidden in mor- phologically delimited diatom species. Diatom taxonomy awaits revision and molecular meth- ods will play an important role in this pursuit. DNA-barcoding is a relatively cheap and rapid way to incorporate molecular data in the diatomological research.The crucial step, which deter- mines its efficiency, is marker selection. Therefore, we examined the performance of candidate barcode markers in the model genus Frustulia. Molecular data from the study helped to sup- port delimitation of two new species, Frustulia curvata and Frustulia paulii. Similar to previous research, the best-performing markers were part of the large ribosomal subunit and part of the RUBISCO gene. We encountered a case where these two markers disagreed. Similar gene tree discordances might compromise molecular species delimitation, which is based on single molecular loci. The use of both markers in a dual-locus barcode can mitigate the risk and draw attention to problematic cases that merit further study. However, the superior mean of spe- cies delimitation, which we used to set species limits in the complex Eunotia bilunaris-flexuosa, provides algorithms that use multiple loci and accommodate our understanding of molecular evolution. Several...