Metabarcoding and environmental sequencing projects

Abstract

The thesis explores the use of metabarcoding in projects uncovering biological diversity and its applications in various fields of biology. The thesis provides an overview of the principles and workflow of metabarcoding, including the choice of specific molecular markers for various groups of organisms and the bioinformatics aspect of data analysis. Limitations of metabarcoding, such as lack of standardization, primer bias and targeting metabolically inactive organisms are discussed along with potential strategies for overcoming these obstacles. The practical application of metabarcoding is demonstrated on examples of its use in sequencing projects, such as Human Microbiome Project or TARA Oceans expedition. The potential of using metabarcoding for research purposes is discussed from the perspective of paleontology, diet analysis, and conservation biology. Overall, this work aims to assess the potential of metabarcoding as a powerful tool and could serve as an initial guidance for researchers interested in utilizing metabarcoding for their scientific investigations. Keywords: metabarcoding, eDNA, molecular markers, NGS, bioinformatics, biodiversity.

Práce se zaměřuje na využití metabarcodingu v projektech odhalujících biologickou diverzitu a jeho aplikace v různých biologických oborech. Práce shrnuje principy a představuje základní pracovní postup v metabarcodingu, včetně výběru konkrétních molekulárních markerů pro různé skupiny organismů a bioinformatického zpracování dat. Práce rovněž diskutuje limity metabarcodingu, jako jsou nedostatečná standardizace, "primer bias" nebo cílení na metabolicky neaktivní organismy, a potenciální strategie pro překonání těchto překážek. Praktické využití metabarcodingu je demonstrováno na příkladech projektů zaměřených na sekvencování, jako jsou Human Microbiome Project nebo expedice TARA Oceans. Potenciál využití metabarcodingu pro výzkumné účely je diskutován z pohledu paleontologie, analýzy stravy a ochrany přírody. Celkově se práce zaměřuje na posouzení potenciálu metabarcodingu jako efektivního nástroje a mohla by sloužit jako počáteční vodítko pro ty, kteří mají zájem využít metabarcodingu pro svou vědeckou práci. Klíčová slova: metabarcoding, eDNA, molekulární markery, NGS, bioinformatika, biodiverzita.