DNA-barcoding van zwammen verzameld in de Boston Harbor Islands, Massachusetts

Probleemstelling

Mycologen beschrijven al een driehonderdtal jaar zwammen, en toch hebben we nog maar rond de 2.5% van de geschatte diversiteit in het Rijk van de Fungi beschreven. Een van de modern methoden om sneller en accurater soorten op te sporen is DNA-barcoding. Voor zwammen bestaat er een universele barcode, de internal transcribed spacer (ITS) regio van het ribosomal DNA. Met deze regio zijn mycologen in staat om de meeste soorten te identificeren—net zoals in de supermarket alle producten een unieke streepjescode hebben. Er zijn vele initiatieven om van zoveel mogelijk soorten schimmels de ITS barcode te bepalen. Een grootschalig proefproject in de Verenigde Staten heeft als doel om barcodes van het ribosomal DNA (includief de ITS regio) te genereren voor een 900-tal zwammen met behulp van een next-generation sequencing techniek (SMRT sequencing).

Doelstelling

Het doel van deze bachelorproef is om de gegenereerde sequenties te analyseren en te gebruiken om zwamspecimens op naam te brengen. De dataset die we gebruiken tijdens deze bachelorproef komt van een inventarisatie van zwammen op de Boston Harbor Islands in Massachusetts. Dit project is vooral gefocust op het bestuderen, bewerken en analyseren van sequentiedata. De student maakt kennis met de nomenclatuur, taxonomie, en de vele uitdagingen van moderne mycologie. De student heeft ook de mogelijkheid om met zijn/haar geanalyseerde data bij te dragen tot een multi-institutionele publicatie.

Specimens met te analyseren sequenties

BHI-F collectieSoortVindplaatsDatum
BHI-F026Trichaptum biformeWorld’s End14 september 2013
BHI-F038Fomitopsis betulinaWorld’s End14 september 2013
BHI-F103Lenzites betulinusWorld’s End29 september 2013
BHI-F133Fuscoporia ferruginosaGrape Island23 juli 2014
BHI-F134Phellinus gilvusGrape Island23 juli 2014
BHI-F136Ganoderma applanatumGrape Island23 juli 2014
BHI-F179Trametes hirsutaThompson Island13 september 2014
BHI-F188Xylodon raduloidesThompson Island13 september 2014
BHI-F190Fuscoporia contiguaThompson Island13 september 2014
BHI-F221Trametes versicolorGrape Island29 oktober 2014
BHI-F227Daedaleopsis confragosaGrape Island29 oktober 2014
BHI-F304Fomitopsis betulinaWorld’s End29 mei 2015
BHI-F598Peniophora rufomarginataThompson Island6 maart 2017
BHI-F606Mollisia ligniGreat Brewster Island8 maart 2017
BHI-F628Orbilia aprilisSlate Island21 maart 2017
BHI-F724Simocybe aff. rhabarbarinaWorld’s End26 maart 2017
BHI-F999Orbilia cf. cejpiiThompson Island23 oktober 2017
BHI-F1000.2Orbilia renisporaThompson Island23 oktober 2017
BHI-F1100Trichaptum subchartaceumGrape Island17 augustus 2019
BHI-F1120Lachnaceae sp.Grape Island17 augustus 2019
BHI-F1128Stereum ramealeGrape Island17 augustus 2019
BHI-F1143Trichaptum biformeLovells Island15 augustus 2019

Referenties

Haelewaters D, Dirks AC, Kappler LA, Quijada L, Vandegrift R, Buyck B, Pfister DH. 2018. A preliminary checklist of fungi at the Boston Harbor Islands. Northeastern Naturalist 25(Special Issue 9): 45-76. https://doi.org/10.1656/045.025.s904 [pdf]

Hebert PDN, Braukmann TWA, Prosser SWJ, Ratnasingham S, deWaard JR, Ivanova NV, Janzen DH, Hallwachs W, Naik S, Sones JE, Zakharov EV. 2018. A Sequel to Sanger: amplicon sequencing that scales. BMC Genomics 19: 219. https://doi.org/10.1186/s12864-018-4611-3

Wurzbacher C, Larsson E, Bengtsson‐Palme J, Van den Wyngaert S, Svantesson S, Kristiansson E, Kagami M, Nilsson RH. 2018. Introducing ribosomal tandem repeat barcoding for fungi. Mol Ecol Resources 19(1): 118-127. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12944 [pdf]

Weirather JL, de Cesare M, Wang Y, Piazza P, Sebastiano V, Wang X-J, Buck D, Au KF. 2017. Comprehensive comparison of Pacific Biosciences and Oxford Nanopore Technologies and their applications to transcriptome analysis. F1000Research 6: 100. https://doi.org/10.12688/f1000research.10571.2

Garnica S, Schön ME, Abarenkov K, Riess K, Liimatainen K, Niskanen T, Dima B, Soop K, Frøslev TG, Jeppesen TS, Peintner U, Kuhnert-Finkernagel R, Brandrud TE, Saar G, Oertel B, Ammirati JF. 2016. Determining threshold values for barcoding fungi: lessons from Cortinarius (Basidiomycota), a highly diverse and widespread ectomycorrhizal genus. FEMS Microbiology Ecology 92(4): fiw045. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw045

Roberts RJ, Carneiro MO, Schatz MC. 2013. The advantages of SMRT sequencing. Genome Biology 14: 405. https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-7-405

Schoch CL, Seifert KA, Huhndorf S, Robert V, Spouge JL, Levesque CA, Chen W, Fungal Barcoding Consortium. 2012. Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. Proceedings of the National Academy of Sciences 109(16): 6241-6246. https://doi.org/10.1073/pnas.1117018109

Lindner DL, Banik MT. 2011. Intragenomic variation in the ITS rDNA region obscures phylogenetic relationships and inflates estimates of operational taxonomic units in genus Laetiporus. Mycologia 103(4): 731-740. https://doi.org/10.3852/10-331 [pdf]

Nilsson RH, Kristiansson E, Ryberg M, Hallenberg N, Larsson K-H. 2008. Intraspecific ITS variability in the Kingdom Fungi as expressed in the international sequence databases and its implications for molecular species identification. Evolutionary Bioinformatics 4: 193-201. https://doi.org/10.4137%2FEBO.S653

Smith ME, Douhan GW, Rizzo DM. 2007. Intra-specific and intra-sporocarp ITS variation of ectomycorrhizal fungi as assessed by rDNA sequencing of sporocarps and pooled ectomycorrhizal roots from a Quercus woodland. Mycorrhiza 18(1): 15-22. https://doi.org/10.1007/s00572-007-0148-z