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Sprache(n):
deu - German
Datum:
2000-12-15
Publikationsstatus:
Angenommen
Seiten:
III, 145 Bl.
Ort, Verlag, Ausgabe:
Kiel : Christian-Albrechts-Universität
Inhaltsverzeichnis:
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ___________________________________________________1
2 Material und Methoden _______________________________________7
2.1 Der Untersuchungsorganismus Daphnia ______________________________________ 7
2.2 Probenahmen ____________________________________________________________ 8
2.2.1 Das Untersuchungsgewässer__________________________________________ 8
2.2.2 Probenahmen von Daphnien aus dem Pelagial ____________________________ 9
2.2.3 Probenahmen von Dauereiern aus dem Sediment_________________________ 10
2.2.3.1 Probenahme von rezenten Dauereiern _____________________________ 10
2.2.3.2 Probenahme von alten Dauereiern ________________________________ 12
2.2.4 Probenahmen von Dauereiern aus dem Spülsaum ________________________ 13
2.3 Populationsdynamische Parameter__________________________________________ 13
2.3.1 Abundanzen von Dauereiern im Sediment ______________________________ 13
2.3.1.1 Abundanzen von rezenten Dauereiern _____________________________ 13
2.3.1.2 Abundanzen von älteren Dauereiern ______________________________ 15
2.3.2 Schwimmfähigkeit von Ephippien ____________________________________ 15
2.3.3 Schlüpffähigkeit von Dauereiern _____________________________________ 15
2.4 Genetische Analyse _______________________________________________________ 17
2.4.1 Probenvorbereitung und DNA-Isolierung_______________________________ 17
2.4.2 Charakterisierung der genetischen Struktur von Daphnien__________________ 20
2.4.2.1 Amplifikation von DNA-Sequenzen ______________________________ 20
2.4.2.2 Mikrosatelliten-Analyse ________________________________________ 23
2.4.2.3 Analyse mitochondrieller rDNA _________________________________ 27
2.4.2.4 Aufreinigung der mitochondriellen PCR-Produkte und Sequenzierung ___ 31
2.4.2.5 Allozym-Analyse _____________________________________________ 32
2.5 Datenanalyse ____________________________________________________________ 34
2.5.1 Genetische Variation_______________________________________________ 34
2.5.2 Hardy-Weinberg-Gleichgewicht (HWE) _______________________________ 35
2.5.3 Test auf Genkopplung (Linkage Equilibrium) ___________________________ 36
2.5.4 Simpson Index____________________________________________________ 37
2.5.5 Exakter Test zur Populationsdifferenzierung ____________________________ 38
2.5.6 Genetische Distanz und Konstruktion genetischer Bäume __________________ 38
2.5.7 Wright’s F-Statistik________________________________________________ 40
2.5.8 Multivariate Statistik_______________________________________________ 40
2.5.8.1 Prinzipielle-Komponenten-Analyse (PCA) _________________________ 41
2.5.8.2 Multidimensionales-Skalieren (MDS) _____________________________ 41
3 Ergebnisse _________________________________________________42
3.1 Auswahl und Etablierung der genetischen Methoden___________________________ 42
3.1.1 Methode zur Bestimmung der Haplotypen ______________________________ 42
3.1.1.1 SSCP-Analyse mit fluoreszenzmarkierten PCR-Produkten_____________ 43
3.1.1.2 SSCP-Analyse mit radioaktiven Isotopen __________________________ 46
3.1.1.3 SSCP-Analyse nach einer Silberfärbung ___________________________ 47
3.1.2 Mikrosatelliten-Analyse zur Bestimmung der klonalen Struktur _____________ 48
3.1.2.1 Auswahl von Mikrosatelliten-Primern _____________________________ 48
3.1.2.2 Optimierung der Mikrosatelliten-Analyse __________________________ 54
3.1.2.3 Einfluß des Probenumfangs auf die Genauigkeit der genetischen Analyse _ 55
3.1.2.4 Vergleich von Allozym- und Mikrosatelliten-Analyse ________________ 56
Inhaltsverzeichnis ii
3.2 Saisonale Entwicklung der genetischen Struktur von Daphnia im Belauer See ______ 60
3.2.1 Unterteilung der saisonalen Entwicklung anhand der abiotischen Parameter
im Belauer See ___________________________________________________ 60
3.2.2 Saisonale Entwicklung der genetischen Variation der Daphnien im Belauer See 61
3.2.3 Saisonale Entwicklung der Mikrosatelliten-Allelfrequenzen ________________ 65
3.2.4 Saisonale Entwicklung der Populationsstruktur __________________________ 68
3.3 Die Populationsstruktur von Daphnien während der Phase der sexuellen
Reproduktion____________________________________________________________ 72
3.3.1 Populationsstruktur von D. galeata im Mai ’99 __________________________ 72
3.3.1.1 Anteil der treibenden Ephippien__________________________________ 72
3.3.1.2 Genetische Variation bei D. galeata_______________________________ 73
3.3.1.3 Einfluß der sexuellen Reproduktion auf die Heterozygosität____________ 74
3.3.1.4 Klonale Zusammensetzung in der D. galeata-Population ______________ 75
3.3.1.5 Genetische Differenzierung innerhalb der Population _________________ 76
3.3.2 Populationsstruktur von D. hyalina im Herbst ’99 ________________________ 77
3.3.2.1 Genetische Variation bei D. hyalina_______________________________ 77
3.3.2.2 Einfluß der sexuellen Reproduktion auf die Heterozygosität____________ 78
3.3.2.3 Klonale Zusammensetzung in der D. hyalina-Population ______________ 80
3.3.2.4 Genetische Differenzierung innerhalb der Population _________________ 81
3.3.2.5 Entwicklung der Populationsstruktur im Herbst _____________________ 83
3.4 Dauereier im Sediment und im Spülsaum ____________________________________ 87
3.4.1 Abundanzen von Dauereiern im Sediment ______________________________ 87
3.4.2 Gleichmäßigkeit der Verteilung der Dauereier im Sediment ________________ 88
3.4.3 Schlüpferfolg von Daphnia-Dauereiern ________________________________ 90
3.4.3.1 Schlüpferfolg von Daphnia-Dauereiern aus dem Sediment ohne SedimentÜberschichtung_______________________________________________
90
3.4.3.2 Schlüpferfolg von Daphnia-Dauereiern aus dem Sediment mit SedimentÜberschichtung_______________________________________________
91
3.4.3.3 Schlüpferfolg von Daphnia-Dauereiern aus dem Spülsaum ____________ 93
3.4.4 Vergleich der Dauereier im Sediment und der geschlüpften Daphnien ________ 94
3.4.4.1 Taxonomische Zusammensetzung der Dauereier im Sediment und der
geschlüpften Daphnien_________________________________________ 94
3.4.4.2 Genetische Variation der Dauereier im Sediment und der geschlüpften
Daphnien ___________________________________________________ 95
3.4.4.3 Klonale Zusammensetzung der Dauereier im Sediment und der
geschlüpften Daphnien_________________________________________ 96
3.5 Paläolimnologische Ergebnisse _____________________________________________ 99
3.5.1 Abundanzen von älteren Dauereiern___________________________________ 99
3.5.2 Genetische Variation von älteren Dauereiern im Sediment ________________ 100
3.5.3 Vergleich der Allelfrequenzen von älteren und jüngeren Dauereiern_________ 101
4 Diskussion_________________________________________________103
4.1 Methodendiskussion _____________________________________________________ 103
4.1.1 Bestimmung der maternalen Linien __________________________________ 103
4.1.2 Bestimmung der klonalen Struktur ___________________________________ 106
4.1.3 Einfluß des Probenumfangs auf die Genauigkeit der genetischen Analyse ____ 109
4.1.4 Vergleich von Allozym- und Mikrosatelliten-Analyse____________________ 110
4.1.5 Hybride im Belauer See ___________________________________________ 111
4.1.6 Bestimmung der klonalen Struktur bei älteren Dauereiern_________________ 113
Inhaltsverzeichnis iii
4.2 Populationsstruktur der Daphnien im Belauer See____________________________ 114
4.2.1 Bedeutung der Dauereier im Sediment ________________________________ 115
4.2.1.1 Bildung der Dauereier in der Daphnien-Population__________________ 116
4.2.1.2 Bedeutung der maternalen Linien für die Populationsstruktur von
D. cucullata ________________________________________________ 118
4.2.1.3 Bedeutung von treibenden Dauereiern für die Dauereibank ___________ 119
4.2.1.4 Schlüpferfolg und Abundanzen _________________________________ 120
4.2.1.5 Selektion beim Schlüpfen______________________________________ 123
4.2.1.6 Bedeutung der Dauereier im Sediment - Synthese___________________ 124
4.2.2 Einfluß der Daphnia-Dauereier auf die genetische Struktur der Population
im Pelagial______________________________________________________ 127
4.2.3 Auswirkung der sexuellen Reproduktion auf das HWE ___________________ 129
4.2.4 Bedeutung der Dauereier im Sediment als paläolimnologische Datenbank ____ 130
4.3 Schlußbetrachtung ______________________________________________________ 132
5 Zusammenfassung __________________________________________134
6 Literaturverzeichnis ________________________________________137
7 Anhang _____________________________________________________I
Art der Begutachtung:
-
Art des Abschluß:
Doktorarbeit
