Name: laboratory protocol for genetic gut content analyses of aquatic macroinvertebrates using group-specific rdna primers
Uploaded: 2017-10-05T12:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Protocol for Genetic Gut Content Analyses of Aquatic Macroinvertebrates Using Group-specific rDNA Primers at JoVE.com

Ringraziamo Silke Classen dall'Istituto di ricerca per l'ecosistema analisi e valutazione (gaiac), RWTH Aquisgrana per la sua assistenza nella creazione dei set di primer gruppo-specifici utilizzati nel presente protocollo. Ringraziamo anche Peter Martin e Laura Schynawa l'Università di Kiel per la cooperazione negli esperimenti degli acari di acqua. Ringraziamo anche gli assistenti di laboratorio tecnico per mantenere il laboratorio senza intoppi e la preparazione del registro delle imprese e numeri di catalogo. Questo lavoro è stato supportato dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; progetto GE 2219/3-1).

1. raccogliere macroinvertebrati dal campo e preparazione dei campioni per analisi del contenuto genetico Gut.
<ol><li>Raccogliere macroinvertebrati in ogni sito, ordinare gli individui delle specie dei consumatori di interesse in singole provette e congelarli direttamente in azoto liquido o ghiaccio secco per evitare la liquidazione dell'intestino e degradazione del DNA. 
	Nota: Evitare di conservare campioni in alcool, perché alcuni macroinvertebrati tendono a rigurgitare prima l'alcool uccide loro.</li>
	<li>...

<ol>
	<li>Carreon-Martinez, L., Heath, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revolution+in+food+web+analysis+and+trophic+ecology:+diet+analysis+by+DNA+and+stable+isotope+analysis.">Revolution in food web analysis and trophic ecology: diet analysis by DNA and stable isotope analysis.</a> Mol Ecol. 9 (1), 25-27 (2010).</li><li>Hardy, C. M., Krull, E. S., Hartley, D. M., Oliver, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+source+accounting+for+fish+using+combined+DNA+and+stable+isotope+analyses+in+a+regulated+lowland+river+weir+pool.">Carbon source accounting for fish using combined DNA and stable isotope analyses in a regulated lowland river weir pool.</a> Mol Ecol. 19 (1), 197-212 (2010).</li><li>Baxter, C. V., Fausch, K. D., Saunders, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tangled+webs:+reciprocal+flows+of+invertebrate+prey+link+streams+and+riparian+zones.">Tangled webs: reciprocal flows of invertebrate prey link streams and riparian zones.</a> Freshwater Biol. 50 (2), 201-220 (2005).</li><li>Baxter, C. V., Fausch, K. D., Murakami, M., Chapman, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fish+invasion+restructures+stream+and+forest+food+webs+by+interrupting+reciprocal+prey+subsidies.">Fish invasion restructures stream and forest food webs by interrupting reciprocal prey subsidies.</a> Ecol. 85 (10), 2656-2663 (2004).</li><li>Traugott, M., Kamenova, S., Ruess, L., Seeber, J., Plantegenest, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Empirically+Characterising+Trophic+Networks:+What+Emerging+DNA-Based+Methods,+Stable+Isotope+and+Fatty+Acid+Analyses+Can+Offer.">Empirically Characterising Trophic Networks: What Emerging DNA-Based Methods, Stable Isotope and Fatty Acid Analyses Can Offer.</a> Adv. Ecol. Res. Vol 49: Ecological Networks in an Agricultural World. 49, 177-224 (2013).</li><li>Diaz Arredondo, M. A., Guzman del Proo, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feeding+habits+of+the+spiny+lobster+(Panulirus+interruptus+Randall,+1840)+in+Bahia+Tortugas,+Baja+California+Sur.">Feeding habits of the spiny lobster (Panulirus interruptus Randall, 1840) in Bahia Tortugas, Baja California Sur.</a> Cienc Mar. 21 (4), 439-462 (1995).</li><li>Letourneur, Y., Galzin, R., Harmelin-Vivien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+variations+in+the+diet+of+the+damselfish+Stegastes+nigricans+(Lacep&#232;de)+on+a+R&#233;union+fringing+reef.">Temporal variations in the diet of the damselfish Stegastes nigricans (Lacep&#232;de) on a R&#233;union fringing reef.</a> J Exp Mar Biol Ecol. 217 (1), 1-18 (1997).</li><li>Akin, S., Winemiller, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+variation+in+food+web+composition+and+structure+in+a+temperate+tidal+estuary.">Seasonal variation in food web composition and structure in a temperate tidal estuary.</a> Estuar Coast. 29 (4), 552-567 (2006).</li><li>Redd, K. S., Jarman, S. N., Frusher, S. D., Johnson, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+molecular+approach+to+identify+prey+of+the+southern+rock+lobster.">A molecular approach to identify prey of the southern rock lobster.</a> Bull Entomol Res. 98 (3), 233-238 (2008).</li><li>Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dreissena+polymorpha+in+Lake+Constance:+An+example+of+a+keystone+engineer?.">Dreissena polymorpha in Lake Constance: An example of a keystone engineer?.</a> Universit&#228;t Konstanz. , (2009).</li><li>Sheppard, S. K., Harwood, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+molecular+ecology:+tracking+trophic+links+through+predator-prey+food-webs.">Advances in molecular ecology: tracking trophic links through predator-prey food-webs.</a> Funct Ecol. 19 (5), 751-762 (2005).</li><li>Jarman, S. N., Ward, R. D., Elliott, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oligonucleotide+primers+for+PCR+amplification+of+coelomate+introns.">Oligonucleotide primers for PCR amplification of coelomate introns.</a> Mar Biotechnol (NY). 4 (4), 347-355 (2002).</li><li>Verma, S. K., Singh, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+universal+primers+establish+identity+of+an+enormous+number+of+animal+species+for+forensic+application.">Novel universal primers establish identity of an enormous number of animal species for forensic application.</a> Mol Ecol Notes. 3 (1), 28-31 (2003).</li><li>Deagle, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+scatology+as+a+tool+to+study+diet:+analysis+of+prey+DNA+in+scats+from+captive+Steller+sea+lions.">Molecular scatology as a tool to study diet: analysis of prey DNA in scats from captive Steller sea lions.</a> Mol Ecol. 14 (6), 1831-1842 (2005).</li><li>Jarman, S. N., Deagle, B. E., Gales, N. 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W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+sensitive+is+PCR-SSCP?.">How sensitive is PCR-SSCP?.</a> Hum Mutat. 2 (5), 338-346 (1993).</li><li>Glava&#269;, D., Dean, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+the+single-strand+conformation+polymorphism+(SSCP)+technique+for+detection+of+point+mutations.">Optimization of the single-strand conformation polymorphism (SSCP) technique for detection of point mutations.</a> Hum Mutat. 2 (5), 404-414 (1993).</li><li>M&#252;lhardt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Der Experimentator Molekularbiologie / Genomics. , (2013).</li><li>Lee, S. V., Bahaman, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discriminatory+Power+of+Agarose+Gel+Electrophoresis+in+DNA+Fragments+Analysis.">Discriminatory Power of Agarose Gel Electrophoresis in DNA Fragments Analysis.</a> Gel Electrophoresis - Principles and Basics. , (2012).</li><li>Wang, X. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+electrophoresis+technique+to+separate+microsatellite+alleles.">A new electrophoresis technique to separate microsatellite alleles.</a> Afr J Biotechnol. 8 (11), 2432-2436 (2009).</li><li>Gemmer, I., Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+first+twelve+microsatellite+loci+for+the+amphipod+Gammarus+roeselii+(Crustacea:+Amphipoda).">Characterization of the first twelve microsatellite loci for the amphipod Gammarus roeselii (Crustacea: Amphipoda).</a> Conserv Genet Resour. 5 (4), 955-957 (2013).</li><li>Olafsson, K., Hjorleifsdottir, S., Pampoulie, C., Hreggvidsson, G. O., Gudjonsson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+set+of+multiplex+assays+(SalPrint15)+for+efficient+analysis+of+15+microsatellite+loci+of+contemporary+samples+of+the+Atlantic+salmon+(Salmo+salar).">Novel set of multiplex assays (SalPrint15) for efficient analysis of 15 microsatellite loci of contemporary samples of the Atlantic salmon (Salmo salar).</a> Mol Ecol Resour. 10 (3), 533-537 (2010).</li><li>Baric, S., Hollrigl, A., Fureder, L., Petutschnig, J., Dalla Via, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+analysis+of+genetic+variability+in+Carinthian+populations+of+the+white-clawed+crayfish+Austropotamobius+pallipes.">First analysis of genetic variability in Carinthian populations of the white-clawed crayfish Austropotamobius pallipes.</a> Bull. Fr. Peche Piscicult. (380-381), 977-990 (2006).</li><li>Koester, M., Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No+evidence+for+intraguild+predation+of+Dikerogammarus+villosus+(Sowinsky,+1894)+at+an+invasion+front+in+the+Untere+Lorze,+Switzerland.">No evidence for intraguild predation of Dikerogammarus villosus (Sowinsky, 1894) at an invasion front in the Untere Lorze, Switzerland.</a> Aquat Invasions. 9 (4), 489-497 (2014).</li><li>Sonnenberg, R., Nolte, A. W., Tautz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+LSU+rDNA+D1-D2+sequences+for+their+use+in+species+identification.">An evaluation of LSU rDNA D1-D2 sequences for their use in species identification.</a> Front Zool. 4 (6), 6 (2007).</li><li>Koester, M., Bayer, B., Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+Dikerogammarus+villosus+(Crustacea,+Gammaridae)+a+'killer+shrimp'+in+the+River+Rhine+system?.">Is Dikerogammarus villosus (Crustacea, Gammaridae) a 'killer shrimp' in the River Rhine system?.</a> Hydrobiologia. 768 (1), 299-313 (2016).</li><li>Koester, M., Cla&#223;en, S., Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+group-specific+PCR+primers+for+the+identification+of+freshwater+macroinvertebrates.">Establishment of group-specific PCR primers for the identification of freshwater macroinvertebrates.</a> Conserv Genet Resour. 5 (4), 1091-1093 (2013).</li><li>Martin, P., Koester, M., Schynawa, L., Gergs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+detection+of+prey+DNA+in+Hygrobates+fluviatilis+(Hydrachnidia,+Acari):+a+new+approach+for+determining+predator-prey+relationships+in+water+mites.">First detection of prey DNA in Hygrobates fluviatilis (Hydrachnidia, Acari): a new approach for determining predator-prey relationships in water mites.</a> Exp Appl Acarol. 67 (3), 373-380 (2015).</li><li>Deagle, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+Seabird+Diet+through+Genetic+Analysis+of+Faeces:+A+Case+Study+on+Macaroni+Penguins+(Eudyptes+chrysolophus).">Studying Seabird Diet through Genetic Analysis of Faeces: A Case Study on Macaroni Penguins (Eudyptes chrysolophus).</a> PLoS One. 2 (9), e831 (2007).</li><li>Sint, D., Niederklapfer, B., Kaufmann, R., Traugott, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Group-Specific+Multiplex+PCR+Detection+Systems+for+the+Identification+of+Flying+Insect+Prey.">Group-Specific Multiplex PCR Detection Systems for the Identification of Flying Insect Prey.</a> PLoS One. 9 (12), e115501 (2014).</li><li>Zarzoso-Lacoste, D., Corse, E., Vidal, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+PCR+detection+of+prey+in+molecular+diet+studies:+importance+of+group-specific+primer+set+selection+and+extraction+protocol+performances.">Improving PCR detection of prey in molecular diet studies: importance of group-specific primer set selection and extraction protocol performances.</a> Mol Ecol Resour. 13 (1), 117-127 (2013).</li><li>Vestheim, H., Jarman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blocking+primers+to+enhance+PCR+amplification+of+rare+sequences+in+mixed+samples+-+a+case+study+on+prey+DNA+in+Antarctic+krill+stomachs.">Blocking primers to enhance PCR amplification of rare sequences in mixed samples - a case study on prey DNA in Antarctic krill stomachs.</a> Front Zool. 5 (1), 12 (2008).</li><li>Harper, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+screening+of+invertebrate+predators+for+multiple+prey+DNA+targets.">Rapid screening of invertebrate predators for multiple prey DNA targets.</a> Mol Ecol. 14 (3), 819-827 (2005).</li></ol>

Qui, presentiamo un metodo facile e conveniente per determinazione PCR-basata di interazioni predatore-preda da campioni di campo tramite gruppo-specifici primers per regioni di rDNA, che possono essere combinate con altre analisi non-molecolare dei campioni stessi. Tuttavia, ci sono diversi passaggi critici all'interno del protocollo. In primo luogo, assicurare la specificità dei primer utilizzati è essenziale. In secondo luogo, è fondamentale evitare la contaminazione e la perdita di materiale contenuto intestinale ...

Predatore-preda interazioni, che costituiscono la maggior parte delle interazioni trofiche e dinamiche web di cibo, sono aspetti fondamentali per caratterizzare i flussi di materia ed energia in tutto reti alimentari all'interno e tra gli ecosistemi, che è uno degli obiettivi principali dell'ecologia 1. la determinazione dell'origine e il flusso di carbonio e sostanze nutrienti è promuovere la comprensione della connettività ecologica tra ecosistemi2. Tuttavia, gli ecosistemi, come fiumi e loro bacini imbriferi, non sono solo legati da flussi di materia organica e nutrienti, ma anche dai movimenti di organismi3. Pertanto, alterazioni habitat interrompendo il flusso di risorse che collegano tali sistemi possono fortemente alterare le reti alimentari di entrambi gli ecosistemi, non solo direttamente ma anche indirettamente cambiando la rispettiva composizione delle Comunità di predatore-preda. Per esempio, cambiamenti di reti alimentari sono stati indicati per essere collegati ai movimenti del predator singola specie (ad es., trota iridea)4. Tali modifiche potenzialmente minacciano la biodiversità e il funzionamento degli ecosistemi acquatici. Di conseguenza, analizzando le interazioni predatore-preda nel campo è essenziale per determinare l'impatto dei cambiamenti ambientali indotti dall'uomo, quali le pratiche di gestione dell'acqua, sulla biodiversità degli ecosistemi acquatici nativa.
Poiché tracciamento dei collegamenti trofici è difficile in sistemi complessi, sono stati istituiti diversi approcci che ne consentono la valutazione delle interazioni di alimentazione nel campo5. Tradizionalmente, le indagini di interazioni nel campo di alimentazione sono basate sulla identificazione visiva della preda rimane nelle viscere dissecate e richiedono una conoscenza approfondita circa la diversità morfologica preda. Analisi del contenuto visivo dell'intestino hanno fornito le comprensioni nell'uso delle risorse di diversi gruppi di consumatori (ad es., variazione stagionale nella dieta di aragosta pesce e6 7,8 o alimentazione preferenze di copepodi). Tuttavia, il processo fisico di digestione complica l'analisi del contenuto intestinale visual e solitamente non trova morbido corposo preda-organismi9. Per l'alimentazione di specie dall'ingestione di liquido o per alcuni consumatori di invertebrati marini che sminuzzano intensivamente loro cibo prima dell'ingestione, come anfipodi, identificazione visiva delle prede nel contenuto dell'intestino è Impossibile10. A causa di queste limitazioni, l'analisi molecolare fornisce un'alternativa promettente.
Le analisi molecolari sono ormai diventati uno strumento comune che permettono la rilevazione rapida e precisa preda nel contenuto intestinale. La gamma di tali tecniche è varia: strategie basate su anticorpi monoclonali o reazioni a catena della polimerasi (PCR) sono usate spesso, a causa della loro alta specificità e sensibilità11. Lo sviluppo di nuovi anticorpi monoclonali è ad alta intensità di tempo e di costo, di conseguenza, l'applicazione di altre tecniche molecolari è più utile quando gli anticorpi non sono già presenti11. Un altro approccio comune è l'amplificazione delle regioni di acido desossiribonucleico (DNA), come i geni ribosomiali acido ribonucleico (RNA) presenti nella maggior parte delle specie, utilizzando primer universale imposta12,13. Quando si utilizza questa tecnica, spesso non è possibile identificare l'intera gamma di prede organismi all'interno di origini miste di DNA14. Un approccio efficace per evitare un tale inconveniente è utilizzare primer specifico del gruppo imposta per analisi del contenuto genetico dell'intestino. Progettato per amplificare solo le regioni di DNA di particolari gruppi destinatari ed escludere tutte le altre specie15,16, gruppo-specifici primer consentire l'identificazione di organismi di preda al livello tassonomico dei gruppi specificati senza analisi secondarie di tempo e costo elevato. Tuttavia, come tutti budello analisi dei contenuti, tali analisi forniscono solo un'istantanea del comportamento alimentare. Di conseguenza, combinando analisi del contenuto intestinale molecolare con analisi di tempo-integrazione traccianti naturali (ad es., isotopi stabili) è considerato benefico1,2.
Qui, descriviamo un metodo dettagliato per le indagini di PCR-basata di interazioni predatore-preda usando set di primer gruppo-specifici per regioni di DNA (rDNA) ribosomale nucleare per essere combinato con analisi degli isotopi stabili del campione stesso. Descriviamo la rilevazione del DNA del singolo preda gruppi tramite l'elettroforesi del gel dell'agarosi. Inoltre, presentiamo un'opportunità per ulteriori analisi di a valle dei prodotti di PCR di tale gruppo-specifici primers applicabile ogni volta che una risoluzione tassonomica superiore specificità dei primer è richiesta. Perché i frammenti di DNA a singola elica (ssDNA) conformazioni terziario di forma che sono determinate dalla loro sequenza primaria17, piccole variazioni nei frammenti amplificati da tale gruppo specifico primer portano a cambiamenti conformazionali. Tali cambiamenti possono essere rilevati dalle analisi di polimorfismo (SSCP) conformazione singolo filamento con gel di poliacrilammide17,18, consentendo una più precisa identificazione di organismi di preda (fino al livello di specie).
Mentre l'elettroforesi del gel dell'agarosi è uno strumento comune e poco costoso per visualizzare i frammenti di DNA e determinare la loro lunghezza approssimativa19, la risoluzione dipende dalla quantità di DNA e la macchiatura tintura usato20. Di solito, la visualizzazione è dritto in avanti quando si lavora con campioni di DNA puri, ma potenzialmente basse quantità di prede DNA nel contenuto dell'intestino dei consumatori può complicare le marcature di risultati di elettroforesi su gel di agarosio. Ancora, questo metodo di rilevamento è fattibile allo schermo un basso numero di esemplari dei consumatori dal campo per uno o alcuni gruppi in preda, ma complicazione nel punteggio che rende la proiezione di un elevato numero di campioni per più preda taxa tempo estremamente intensivo e così impraticabile. Un metodo di rilevazione più sensibile è l'analisi automatizzata di frammenti tramite elettroforesi capillare, che inoltre permette di determinare l'esatta lunghezza di frammenti21. Parecchi del microsatellite basato su studi hanno dimostrato che utilizzando tinture fluorescenti differenti come etichette, è possibile rilevare e determinare diversi frammenti di lunghezza paragonabile di frammento automatizzato analisi22,23, 24. Pertanto, vi presentiamo anche un protocollo dettagliato per la rivelazione in parallelo di DNA da una preda più gruppi usando la PCR con primer di gruppo-specifici con etichetta set e rilevamento tramite l'analisi del frammento automatizzato con un sequenziatore automatizzato. Inoltre, presentiamo i risultati di un caso di studio che dimostra che la rilevazione di DNA di preda tramite l'analisi del frammento automatizzato è un approccio che permette anche una quantificazione relativa delle prede ingerite.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>liquid nitrogen</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For transport of field samples of macroinvertebrates to the laboratory.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 ml reaction tubes - Safelock</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For collection of consumer specimens in the field and subsequent conservation in liquid nitrogen reaction tubes do not necessarily need to be PCR clean. To avoid exploding of the tubes, the lid of the tubes should be punctured with a needle.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Make sure magnification is suitable to prepare the gastro-intestinaltract of the size of consumer of interest.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>To dissect the gastro-intestinal tract of consumer specimens under the stereomikroscope.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel foceps: Dumont forceps No. 7</td>
			<td>Bioform</td>
			<td>B40d</td>
			<td>This curved stainless steel forceps can sometimes be very helful to hold specimen fixed inbetween the curved part without puncturing the gastro-intestinal tract.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel foceps: Dumont forceps Electronic No. 5</td>
			<td>Bioform</td>
			<td>B40b</td>
			<td>This fine stainless steel forceps is ideally suited for the preparation of the gastro-intestinal tract of consumer specimens.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA-ExitusPlus</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A7409,1000RF</td>
			<td>Decontamination solution for the removal of DNA and RNA contaminations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fuzz-free paper towel</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab scale</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Precision needs to be at least 0.01 g.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microlitre pipettes (0.5-10/10-100/50-200/100-1000 &#956;L)</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safe-Lock Tubes 2.0 ml</td>
			<td>VWR</td>
			<td>211-2165</td>
			<td>It is crucial that these raction tubes are free of DNA, DNase, RNase and PCR inhibitors (PCR clean)!</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safe-Lock Tubes 1.5 ml</td>
			<td>VWR</td>
			<td>211-2164</td>
			<td>It is crucial that these raction tubes are free of DNA, DNase, RNase and PCR inhibitors (PCR clean)!</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride &#8805;99.5%, p.a., ACS, ISO</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>3957.3</td>
			<td>For salt extraction buffer (SEB) and 5M NaCl-solution required for extraction of DNA.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(hydroxymethyl)-aminomethane Tris</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>4855.2</td>
			<td>For salt extraction buffer (SEB) and TBE buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microlitre pipettes (0.5-10/10-100/50-200/100-1000 &#956;L)</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>8043.1</td>
			<td>For salt extraction buffer (SEB) and TBE buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric acid &#8805;99.8 %, p.a., ACS, ISO</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>6943.2</td>
			<td>For TBE buffer. Not needed if commercialy available TBE buffer is obtained.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>4360.1</td>
			<td>For extraction of DNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K lyophil.</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>7528.1</td>
			<td>Prepare a working solution containing 10 mg/ml.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TissueLyser II</td>
			<td>Quiagen</td>
			<td>85300</td>
			<td>Bead mill for homogenization of the samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Beads, 5 mm</td>
			<td>Quiagen</td>
			<td>69989</td>
			<td>For homogenization of samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Thermoshaker</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex Mixer</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge: himac CT 15 RE</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>NA</td>
			<td>Refrigerated centrifuge used for centrifugation during the extraction of DNA (Protocol 1).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>6752.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 99.8 %, p.a.</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Molecular biology grade (ddH2O)</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A7398,1000</td>
			<td>nuclease-free (stream sterilized and DEPC treated) water used for re-suspension of DNA and whenever refered to ddH2O within the manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Unmodified Olegonucleotides</td>
			<td>Eurofins MWG Operon</td>
			<td>NA</td>
			<td>Primers unlabeled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modified olegonucleotides</td>
			<td>Metabion International AG</td>
			<td>NA</td>
			<td>Primers labelled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>peqGOLD Taq all inclusive</td>
			<td>VWR Peqlab</td>
			<td>01-1000</td>
			<td>Taq all inclusive for PCR reaction mixtures (reaction buffer Y and S, dNTPs and MgCl2)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primus 96 advanced gradient thermocycler or peqStar96x Universal Gradient</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td>NA</td>
			<td>Primer sets were originally established on a Primus 96 advanced gradient thermocycler. As this cycler was quite old, we than checked if our primer sets are efficient and specific under the same conditions using the peqSta96x (which also could simulate the older model). However, tests showed that our primers work well and are still specific (see Koester et al. 2013) without using the simulation of the old machine.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard 96 Well PCR Plates</td>
			<td>VWR Peqlab</td>
			<td>732-2879</td>
			<td>Used for PCR reactions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Profile Tube Stripes 0.15 ml with Flat Cap Stripes</td>
			<td>VWR Peqlab</td>
			<td>732-3223</td>
			<td>Cap stripes used to close the PCR plates.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td>35-1020</td>
			<td>Used for gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical flask</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measuring cylinder</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horizontal electrophoresis unit and respective combs with teeth</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For agarose gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophoresis Power Supply PS3002</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethidium bromide solution 1 %</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>2218.1</td>
			<td>Used to prepare staining bath for agarose gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formamide</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>6749.1</td>
			<td>Needded for the denaturation buffer for SSCP analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromphenol blue</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A3640.0010</td>
			<td>Needed for the loading dye for agarose gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>4621.1</td>
			<td>Needed for the loading dye for agarose gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 bp-DNA-Ladder extended</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>T835.1</td>
			<td>As size standard for agarose gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Documentation system</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>To visualize gel electrophoresis results.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotiphorese NF-Acrylamide/Bis-solution 40 % (29:1)</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>A121.1</td>
			<td>For the preparation of polyacrylamid gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium peroxydisulphate</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>9592.2</td>
			<td>For the preparation of polyacrylamid gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>foldback clips (32 mm)</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For the preparation of polyacrylamid gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>square-shaped plastic box (21 &#215; 6.5 &#215; 5 cm)</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For the preparation of polyacrylamid gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetramethylethylenediamine (TEMED)</td>
			<td>carlroth</td>
			<td>23.67.1</td>
			<td>For the preparation of polyacrylamid gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beaker</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RC 10 Digital chiller</td>
			<td>VWR</td>
			<td>462-0138</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vertical electrophoresis unit P10DS (OWL Separation Systems)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>700-2361</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Notched glass plate</td>
			<td>VWR</td>
			<td>730-0261</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blank glass plate</td>
			<td>VWR</td>
			<td>730-0260</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spacers</td>
			<td>VWR</td>
			<td>730-0262</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Comb with 25 teeth</td>
			<td>VWR</td>
			<td>730-0294</td>
			<td>For SSCP analyses using polyacrylamide gel electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaking platform</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>For constant shaking of the staining bath.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GelStar Nucleic Acid Stain (Lonza Rockland, Inc.)</td>
			<td>Biozym</td>
			<td>850535 (50535)</td>
			<td>For staining of polyacrylamide gels.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenomeLab DNA Size Standard Kit 400bp</td>
			<td>AB Sciex</td>
			<td>608098</td>
			<td>For automated fragment analyses. Size stanard for Batch B.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenomeLab DNA Size Standard Kit 600bp</td>
			<td>AB Sciex</td>
			<td>608095</td>
			<td>For automated fragment analyses. Size stanard for Batch A.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample Loading Solution (SLS)</td>
			<td>AB Sciex</td>
			<td>608082</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sequenzing plate - 96 Well Polypropylene PCR Microplate</td>
			<td>Costar</td>
			<td>6551</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate centrifuge, PerfectSpin P</td>
			<td>VWR Peqlab</td>
			<td>NA</td>
			<td>mini plate centrifuge used to spin down PCR products.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffer plate - 96 Well EIA/RIA Clear Flat Bottom Polystyrene Not Treated Microplate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>9017</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenomeLab Seperation buffer</td>
			<td>AB Sciex</td>
			<td>608012</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Separation Gel - LPAI</td>
			<td>AB Sciex</td>
			<td>608010</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sequenzer - CEQ8000 Genetic Analysis System</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>NA</td>
			<td>For automated fragment analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeneMarker V1.95</td>
			<td>Softgenetics</td>
			<td>NA</td>
			<td>To analyze results of automated fragment analyses.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory protocol for genetic gut content analyses of aquatic macroinvertebrates using group-specific rdna primers

L'analisi di reti alimentari è essenziale per una migliore comprensione degli ecosistemi. Ad esempio, interazioni cibo web possono subire cambiamenti severi causati dall'invasione di specie non indigene. Tuttavia, un'esatta identificazione delle interazioni predatore-preda campo è difficile in molti casi. Queste analisi sono spesso basate su una valutazione visiva del contenuto intestinale o l'analisi dei rapporti dell'isotopo stabile (δ15N e δ13C). Tali metodi richiedono una conoscenza completa circa, rispettivamente, diversità morfologica o firma isotopica da preda singoli organismi, che conduce agli ostacoli nell'esatta identificazione di organismi di preda. Analisi del contenuto intestinale Visual sottovalutare soprattutto organismi morbido corposo preda, perché macerazione, ingestione e la digestione delle prede organismi rendono difficile identificazione di specie particolari. Quindi, strategie di reazione a catena (PCR) basata della polimerasi, ad esempio l'utilizzo di primer specifico del gruppo imposta, forniscono un potente strumento per l'indagine sulle interazioni di rete alimentare. Qui, descriviamo protocolli dettagliati per studiare il contenuto dell'intestino dei macroinvertebrati consumatori da campo utilizzando primer gruppo-specifici insiemi di ribosomal nucleare dell'acido desossiribonucleico (rDNA). DNA può essere estratta dall'interi esemplari (nel caso di piccoli taxa) o dal contenuto dell'intestino di esemplari raccolti sul campo. Presenza e l'efficienza funzionale dei modelli di DNA devono essere confermati direttamente dall'individuo testato utilizzando primer universale imposta le rispettive subunità della DNA di targeting. Inoltre dimostriamo che preda consumata può essere determinato ulteriore fino a livello di specie tramite PCR con primer di gruppo-specifici non modificato combinato con analisi di polimorfismo (SSCP) conformazione successivo singolo filamento usando i gel di poliacrilammide. Inoltre, mostriamo che l'uso di tinture fluorescenti differenti come etichette consente la proiezione parallela per frammenti di DNA di preda diversi gruppi dai campioni contenuti multipli dell'intestino tramite l'analisi del frammento automatizzato.

Abbiamo utilizzato con successo la procedura descritta in questo protocollo per analisi di dieta all'interno di diversi studi. In questa sezione presentiamo esempi che descrivono l'applicabilità delle diverse sezioni del protocollo.
Ad esempio, per dimostrare l'efficacia del set di primer specifico del gruppo stabilito da autori28 e le potenzialità di analisi successive a valle dei prodotti di PCR media...

Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Protocol for Genetic Gut Content Analyses of Aquatic Macroinvertebrates Using Group-specific rDNA Primers at JoVE.com

Laboratory Protocol for Genetic Gut Content Analyses of Aquatic Macroinvertebrates Using Group-specific rDNA Primers

Analisi del contenuto intestinale più comune di macroinvertebrati sono visive. Che richiedono intensa conoscenza diversità morfologica degli organismi di preda, essi perdere morbido corposo preda e, grazie alla forte comminuzione della preda, sono quasi impossibile per alcuni organismi, tra cui anfipodi. Forniamo dettagliati, romanzo approcci genetici per macroinvertebrati preda identificazione nella dieta di anfipodi.

Protocollo di laboratorio per analisi genetiche del contenuto dell'intestino del rDNA acquatica macroinvertebrati Using Group-specific Primers

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