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DNA amplification from pin-mounted bumble bees (Bombus) in a museum collection: effects of fragment size and specimen age on successful PCR
Apidologie ( IF 2.4 ) Pub Date : 2009-01-28 , DOI: 10.1051/apido/2008070
James P. Strange , Joyce Knoblett , Terry Griswold

Historic data in the form of pinned specimens in entomological collections offer the potential to determine trends in genetic diversity of bumble bees (Bombus). We screened eight microsatellite loci in pinned bumble bee specimens from the U. S. National Pollinating Insects Collection. We tested three species (Bombus appositus, Bombus huntii and Bombus occidentalis) representing three subgenera of bumble bees (Subterraneobombus, Pyrobombus and Bombus sensu stricto) respectively. Bombus occidentalis is a species of particular concern for conservation biologists. Single mid-legs of ninety-six individuals from each species were assayed to determine microsatellite amplification success rates of historic material in a museum collection. Microsatellite alleles amplified in specimens up to 101 years old, but the rate of amplification success was significantly lower in material over 60 years of age. Loci with shorter allele sizes amplified more frequently than relatively longer alleles in samples from all age classes. We correlate the age of specimens to the age at which loci fail to amplify and discuss potential impacts of using certain markers for population genetic studies of museum specimens.ZusammenfassungDie Sammlungen entomologischer Museen enthalten grosse Zahlen an Exemplaren aus intensiv bearbeiteten Regionen und machen sie damit zu interessanten Quellen für longitudinale populationsgenetische Studien, die auch für den Artenschutz wichtig sein können (Groombridge et al., 2000; Rosenbaum et al., 2000; Goldstein and DeSalle 2003). Wir untersuchten die Möglichkeit, DNA aus den Beinen von genadelten Exemplaren von drei Hummelarten, Bombus appositus, Bombus huntii and Bombus occidentalis, für die Detektion von acht Mikrosatellitenloci zu nutzen, die eine grosse Variation in Allelgrössen aufweisen (Funk et al., 2006; Strange, unpubl. data). Dafür wurden 96 Exemplare jeder Art nach Sammelalter in 11 Gruppen eingeteilt, solche die vor 0–9 Jahren, 10–19 Jahren, 20–29 Jahren, …, 100–109 Jahren gesammelt worden waren. Die DNA wurde aus Beinen mittels der Chelex® Extraktionsmethode gewonnen und wurde in zwei Multiplexreaktionen mittels PCR amplifiziert. Der Erfolg der PCR-Reaktionen lag für B. appositus bei 86,31 %, für B. huntii bei 80,60 % und für B. occidentalis bei 73,66 %. Die mittlere Allelgrösse und das Alter der Exemplare war signifikant mit dem PCR-Erfolg korreliert, so dass kürzere Allele und jüngere Exemplare häufiger erfolgreich amplifiziert werden konnten als längere Allele und ältere Exemplare. Die negativen Effekt des Zeitfaktors (Abb. 1) und der Allelgrösse auf den PCR-Erfolg geben Aufschluss über die Verwendbarkeit von Invertebraten-Sammlungen für molekulare Untersuchungen. Obwohl es mit der Zeit zu einer Degradation des genetischen Materials kommt (zumindest im Fall von stark sklerotisierten Bienen), kann selbst aus sechzig Jahre alten Exemplaren immer noch genügend Material gewonnen werden, wenn die mittleren Allelgrössen innerhalb des von uns getesteten Rahmens liegen (Tab. I). Selbst hundert Jahre alte Exemplare wiesen einen hundertprozentigen Amplifikationserfolg an zwei Loci, BT10 und BTERN01 (mittlere Allelgrössen von 88bp, bzw. 136bp) auf. Dies zeigt, dass bei Loci mit kürzeren Allelen sogar hundert Jahre alte Exemplare verwendet werden können. Die Wahl zusätzlicher Loci sollte von Wichtigkeit sein, wenn eine Langzeitpo-pulationsdynamik gefragt ist.

中文翻译:

博物馆藏品中钉装大黄蜂 (Bombus) 的 DNA 扩增:片段大小和样本年龄对 PCR 成功的影响

昆虫学收藏中固定标本形式的历史数据提供了确定熊蜂 (Bombus) 遗传多样性趋势的潜力。我们在来自美国国家授粉昆虫收藏的固定大黄蜂标本中筛选了 8 个微卫星位点。我们测试了分别代表熊蜂三个亚属(Subterraneobombus、Pyrobombus 和 Bombus sensu stricto)的三个物种(Bombus appositus、Bombus Huntii 和 Bombus occidentalis)。Bombus occidentalis 是保护生物学家特别关注的物种。对来自每个物种的 96 个个体的单个中腿进行了分析,以确定博物馆藏品中历史材料的微卫星放大成功率。微卫星等位基因在长达 101 年的样本中扩增,但在 60 岁以上的材料中,扩增成功率明显较低。在所有年龄段的样本中,具有较短等位基因大小的位点比相对较长的等位基因更频繁地扩增。我们将标本的年龄与基因座无法扩增的年龄相关联,并讨论使用某些标记对博物馆标本进行群体遗传研究的潜在影响。 Quellen für纵向种群genetische Studien, die auch für den Artenschutz wichtig sein können (Groombridge et al., 2000; Rosenbaum et al., 2000; Goldstein and DeSalle 2003)。Wir untersuchten die Möglichkeit, DNA aus den Beinen von genadelten Exemplaren von drei Hummelarten, Bombus appositus、Bombushunti 和 Bombus occidentalis,für die Detektion von acht Mikrosatellitenloci zu nutzen,die einegrosse Variation in Allelgrössen aufweisen(Funk 等人,2006 年;Strange,未公开数据)。Dafür wurden 96 Exemplare jeder Art nach Sammelalter in 11 Gruppen eingeteilt, solche die vor 0–9 Jahren, 10–19 Jahren, 20–29 Jahren, …, 100–109 Jahren gesammelt worden waren。Die DNA wurde aus Beinen mittels der Chelex® Extraktionsmethode gewonnen und wurde in zwei Multiplexreaktionen mittels PCR amplifiziert。Der Erfolg der PCR-Reaktionen lag für B. appositus bei 86,31 %, für B.hunti bei 80,60 % 和 für B. occidentalis bei 73,66 %。Die mittlere Allelgrösse und das Alter der Exemplare war signifikant mit dem PCR-Erfolg korreliert,so dass kürzere Allele und jüngere Exemplare häufiger erfolgreich amplifiziert werden konnten als längere Allele und ältere Exemplare。Die negativen Effekt des Zeitfaktors (Abb. 1) und der Allelgrösse auf den PCR-Erfolg geben Aufschluss über die Verwendbarkeit von Invertebraten-Sammlungen fürmolekulare Untersuchungen。Obwohl es mit der Zeit zu einer Degradation des genetischen Materials kommt (zumindest im Fall von stark sklerotisierten Bienen), kann selbst aus sechzig Jahre alten Exemplaren immer noch genügend Material gewonnen von werden, wennhenr一世)。Selbst hundert Jahre alte Exemplare wiesen einen hundertprozentigen Amplifikationserfolg an zwei Loci, BT10 和 BTERN01 (mittlere Allelgrössen von 88bp, bzw. 136bp) auf。死亡时间,dass bei Loci mit kürzeren Allelen sogar hundert Jahre alte Exemplare verwendet werden können。Die Wahl zusätzlicher Loci sollte von Wichtigkeit sein, wenn eine Langzeitpo-pulationsdynamik gefragt ist。
更新日期:2009-01-28
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