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Barcoding cryptic bumblebee taxa: B. lucorum, B. crytarum and B. magnus, a case study (Hymenoptera: Apidae: Bombus).
Königinnen der fünf Taxa der Untergattung Bombus sensu stricto (Bombus sporadicus, B. terrestris, B. lucorum, B. cryptarum und B. magnus) wurden an verschiedenen Orten quer durch Europa im Frühjahr gefangen, um künstliche Kolonien zu züchten. Mitochondriale Cytochrome Oxidase Untereinheit I (COI) von 40 Proben wurde sequenziert (Teilsequenzen 1005 bp Länge). Die Divergenz der Sequenzen zwischen den Taxa beträgt etwa 30 bis 60 Basen-Substitutionen und die Tamura-Nei Genetische Distanz 0.05–0.25, während innerhalb der Taxa die Divergenz nur 1 bis 6 Basen-Substitutionen beträgt und die Tamura-Nei Genetische Distanz 0.002–0.007. Zusätzlich zu den Clustern für B. sporadicus und B. terrestris zeigt das Phylogramm drei weitere Cluster: den Cluster α für B. lucorum, den Cluster β für B. cryptarum und den Cluster γ für B. magnus. Die Cluster α, β und γ der Taxa des so genannten lucorum-Komplexes sind klar getrennt, mit geringer Variabilität, keiner Überlappung und keiner Endeinheit mit unklarer Position. Da die COI-Sequenzen keine Lücken aufweisen, können die einzelnen Nukleotide wie homologe Positionen verwendet werden. Jedes Taxon besitzt etwa 8–12 eigene Substitutionen, die als diagnostische Positionen verwendet werden können, um das Taxon zu charakterisieren. Mit den klassischen Werkzeugen der Kladistik wurde mittels dieser diagnostischen Positionen ein Stammbaum erarbeitet. Eine Barcode-Abfrage hat alle zweifelhaften Proben richtig bestimmt. Die topologische Position von GenBank-Sequenzen falsch bestimmter Proben und von Proben gealterter DNA wird diskutiert. Museumsproben dreier asiatischer Taxa mit unbekannter Zuordnung wurden sequenziert, um zu prüfen, inwieweit auch Museumsproben mit gealterter DNA mit Hilfe der diagnostischen Positionen zugeordnet werden können. Die Bestimmung mittels morphologischer und genetischer Merkmale wird diskutiert, und die Bestimmung kritischer Proben mittels Stammbaum (= genetischer Distanz) und mittels diagnostischen Positionen wird verglichen. ; Spring queens of five taxa of the subgenus Bombus sensu stricto (Bombus sporadicus, B. terrestris, B. lucorum, B. cryptarum and B. magnus) were collected from different localities throughout Europe to rear artificial colonies. The mitochondrial cytochrome oxidase subunit I of 40 specimens was sequenced (partial sequence of 1005 bp length). Interspecific sequence divergence was about 30 to 60 base substitutions and the Tamura-Nei genetic distance was approximately 0.05 to 0.25, whereas the intraspecific sequence divergence was only 1 to 6 base substitutions and the Tamura-Nei genetic distance was about 0.002 to 0.007. In addition to the B. sporadicus and B. terrestris cluster, three clusters were obtained in the phylogenetic tree: cluster α for B. lucorum, cluster β for B. cryptarum and cluster γ for B. magnus. The three clusters α, β and γ, which represent taxa of the so-called lucorum-complex, were well separated, with low variability, no intergrading and no terminal units of unclear position. As there are no gaps in the alignments of the cytochrome oxidase subunit I sequences single nucleotide sites can be used as positional homologies. Each taxon is characterised by about 8 to 12 substitutions, which are unique (“private”) and can be used as diagnostic characters to define and identify that taxon. Using the classical tools of cladistics, a tree was built on the basis of these diagnostic characters. The Barcode engine successfully identified all critical specimens. The topological position of GenBank sequences of misidentified specimens and sequences with potentially degraded DNA is discussed. Museum specimens of three Asiatic taxa of the lucorum-complex with unknown relationships were sequenced to investigate the possibility of identifying specimens with degraded DNA by diagnostic positions. Identification based on morphological and molecular characters is discussed and the identification of critical specimens by tree building (= genetic distance) and by diagnostic characters is compared.
Barcoding cryptic bumblebee taxa: B. lucorum, B. crytarum and B. magnus, a case study (Hymenoptera: Apidae: Bombus).
Königinnen der fünf Taxa der Untergattung Bombus sensu stricto (Bombus sporadicus, B. terrestris, B. lucorum, B. cryptarum und B. magnus) wurden an verschiedenen Orten quer durch Europa im Frühjahr gefangen, um künstliche Kolonien zu züchten. Mitochondriale Cytochrome Oxidase Untereinheit I (COI) von 40 Proben wurde sequenziert (Teilsequenzen 1005 bp Länge). Die Divergenz der Sequenzen zwischen den Taxa beträgt etwa 30 bis 60 Basen-Substitutionen und die Tamura-Nei Genetische Distanz 0.05–0.25, während innerhalb der Taxa die Divergenz nur 1 bis 6 Basen-Substitutionen beträgt und die Tamura-Nei Genetische Distanz 0.002–0.007. Zusätzlich zu den Clustern für B. sporadicus und B. terrestris zeigt das Phylogramm drei weitere Cluster: den Cluster α für B. lucorum, den Cluster β für B. cryptarum und den Cluster γ für B. magnus. Die Cluster α, β und γ der Taxa des so genannten lucorum-Komplexes sind klar getrennt, mit geringer Variabilität, keiner Überlappung und keiner Endeinheit mit unklarer Position. Da die COI-Sequenzen keine Lücken aufweisen, können die einzelnen Nukleotide wie homologe Positionen verwendet werden. Jedes Taxon besitzt etwa 8–12 eigene Substitutionen, die als diagnostische Positionen verwendet werden können, um das Taxon zu charakterisieren. Mit den klassischen Werkzeugen der Kladistik wurde mittels dieser diagnostischen Positionen ein Stammbaum erarbeitet. Eine Barcode-Abfrage hat alle zweifelhaften Proben richtig bestimmt. Die topologische Position von GenBank-Sequenzen falsch bestimmter Proben und von Proben gealterter DNA wird diskutiert. Museumsproben dreier asiatischer Taxa mit unbekannter Zuordnung wurden sequenziert, um zu prüfen, inwieweit auch Museumsproben mit gealterter DNA mit Hilfe der diagnostischen Positionen zugeordnet werden können. Die Bestimmung mittels morphologischer und genetischer Merkmale wird diskutiert, und die Bestimmung kritischer Proben mittels Stammbaum (= genetischer Distanz) und mittels diagnostischen Positionen wird verglichen. ; Spring queens of five taxa of the subgenus Bombus sensu stricto (Bombus sporadicus, B. terrestris, B. lucorum, B. cryptarum and B. magnus) were collected from different localities throughout Europe to rear artificial colonies. The mitochondrial cytochrome oxidase subunit I of 40 specimens was sequenced (partial sequence of 1005 bp length). Interspecific sequence divergence was about 30 to 60 base substitutions and the Tamura-Nei genetic distance was approximately 0.05 to 0.25, whereas the intraspecific sequence divergence was only 1 to 6 base substitutions and the Tamura-Nei genetic distance was about 0.002 to 0.007. In addition to the B. sporadicus and B. terrestris cluster, three clusters were obtained in the phylogenetic tree: cluster α for B. lucorum, cluster β for B. cryptarum and cluster γ for B. magnus. The three clusters α, β and γ, which represent taxa of the so-called lucorum-complex, were well separated, with low variability, no intergrading and no terminal units of unclear position. As there are no gaps in the alignments of the cytochrome oxidase subunit I sequences single nucleotide sites can be used as positional homologies. Each taxon is characterised by about 8 to 12 substitutions, which are unique (“private”) and can be used as diagnostic characters to define and identify that taxon. Using the classical tools of cladistics, a tree was built on the basis of these diagnostic characters. The Barcode engine successfully identified all critical specimens. The topological position of GenBank sequences of misidentified specimens and sequences with potentially degraded DNA is discussed. Museum specimens of three Asiatic taxa of the lucorum-complex with unknown relationships were sequenced to investigate the possibility of identifying specimens with degraded DNA by diagnostic positions. Identification based on morphological and molecular characters is discussed and the identification of critical specimens by tree building (= genetic distance) and by diagnostic characters is compared.
Barcoding cryptic bumblebee taxa: B. lucorum, B. crytarum and B. magnus, a case study (Hymenoptera: Apidae: Bombus).
Bertsch, Andreas (author)
2009-12-15
doi:10.21248/contrib.entomol.59.2.287-310
Beiträge zur Entomologie = Contributions to Entomology; Bd. 59 Nr. 2 (2009); 287-310 ; Contributions to Entomology = Beiträge zur Entomologie; Vol. 59 No. 2 (2009); 287-310 ; 2511-6428 ; 0005-805X
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Variability of bumblebee communities (Apidae, Bombini) in urban green areas
Online Contents | 2017
|Emerald Group Publishing | 1987
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