Pages
UG - Faculty of Sciences - Vakgroep Biology - Algologie en PAE
Contact details
Traineeship proposition
Abstract
Testimony
Admin
Stageonderwerp 2012-2013: Hide and seek: searching glacial refugia for Dictyota dichotoma (Dictyotales, Phaeophyceae), an approach combining distribution modeling and approximate Bayesian computation
The effect of Pleistocene Ice ages has been well reported for terrestrial biota in Northern Europe. This research aims to get a better understanding of the intraspecific diversity of one of the more common marine benthic algae along the European coast: Dictyota dichotoma (Dictyotales, Phaeophyceae). D. dichotoma is a warm-temperate species distributed along European coastlines , the Mediterranean en Macaronesia. Analysis of molecular variance on a sample (>300 individuals, >25 populations) of two mitochondrial markers revealed a significant genetic differentiation between Atlanto-Mediterranean and Macaronesian haplotypes. The Atlantic populations show a low genetic variation in comparison to the Mediterranean and the Macaronesian populations. All of the data suggest a postglacial recolonisation scenario of the northeast Atlantic from one or more southern refugia. Until now however, we cannot be conclusive about the location of these refugia. Recently we performed 454 high throughput sequencing on D. dichotoma to develop microsatellites in order to further elaborate the phylogeography of this species. We are planning to subject both mitochondrial and microsatellite data to a combined approach of distribution modeling and approximate Bayesian computation in order to develop and test different alternative hypotheses concerning the phylogeography of D. dichotoma.
Stageonderwerp 2007-2008
Het project waarop zal gewerkt worden heet BBlooms 2.
Dit project bestudeert de massale ontwikkeling van algen en cyanobacteriën in zoete wateren in België, aangezien dit de laatste jaren een wereldwijd groeiend probleem geworden is. Hoewel het voorkomen van deze waterbloeien een natuurlijk verschijnsel is, kunnen bloeien van cyanobacteriën aanleiding geven tot het ontwikkelen van een groene, toxische, schuimende massa, drijvend op het wateroppervlak, die een zeer onaangename geur verspreidt bij het afsterven. Deze bloeien vormen een potentieel gevaar voor de gezondheid van mens en dier en interfereren met de exploitatie van oppervlaktewateren.
Tijdens het eerste gedeelte (BBlooms 1) werd reeds gestart met het onderzoek naar de cyanobacteriën en de toxines die ze produceren, en nu is het de bedoeling hierop verder te bouwen. Concreet zal de genetische diversiteit van cyanobacteriënpopulaties bestudeerd worden a.d.h.v. 16S-23S rDNA-ITS. Hiervoor zal gebruik gemaakt worden van moleculaire technieken zoals DNA-extractie, PCR, Agarosegel, DGGE, Sequeneren, ...
Stageonderwerp 2006-2007
Het voorgestelde onderzoek maakt deel uit van het MU-IUS- onderzoeksproject “Aquatic Ecology and sustainable management of inland water bodies in Tigray, North Ethiopia”. Het project onderzoekt de aquatische ecologie van dammen, natuurlijke meren en poelen in Tigrai, waaronder het voorkomen van cyanobacteriënbloeien. Deze waterbloeien worden vaak veroorzaakt door potentieel toxische cyanobacteriën en vormen een gevaar voor de gezondheid van mens en dier. Bovendien interfereren ze met de exploitatie van zoetwatersystemen voor het gebruik als bron van drinkwater, irrigatie etc.
Het stage-onderwerp omvat de moleculaire verwerking van een groot experiment dat in microdammen in Ethiopië werd uitgevoerd in september 2006.
De moleculaire diversiteit van een cyanobacteriënbloei wordt bepaald via denaturerende gradient gel electroforese. A.d.h.v. PCR zullen toxine-genen gedetecteerd worden en via ELISA zal de toxine-concentratie bepaald worden. Mogelijks zal er ook gecloneerd worden en real time PCR uitgevoerd worden.
Het stage-onderwerp omvat de moleculaire verwerking van een groot experiment dat in microdammen in Ethiopië werd uitgevoerd in september 2006.
De moleculaire diversiteit van een cyanobacteriënbloei wordt bepaald via denaturerende gradient gel electroforese. A.d.h.v. PCR zullen toxine-genen gedetecteerd worden en via ELISA zal de toxine-concentratie bepaald worden. Mogelijks zal er ook gecloneerd worden en real time PCR uitgevoerd worden.
Voorstel 1 (2006-2007): Genetische diversiteit en differentiatie in globale Pseudo-nitzschia pungens populaties m.b.v. populatiegenetische merkers
Het voorgestelde onderzoek kadert in het IWT project: Reproductieve, genetische en fenotypische variatiepatronen in relatie tot toxiciteit bij Pseudo-nitzschia pungens. Pseudo-nitzschia is het belangrijkste toxische diatomeeëngenus. Bepaalde soorten zijn gekend als potentiële producenten van het neurotoxine "domoic acid". Om een beter inzicht te krijgen in de soortsstructuur van toxische algen is het essentieel dat morfologische, moleculaire en kruisingsgegevens op een geïntegreerde manier bestudeerd worden. De eerste resultaten van dit onderzoek hebben aan het licht gebracht dat er wat betreft de onderzochte moleculaire merkers (ITS van rDNA cistron), minstens drie distincte genodemes voorkomen en dat 2 van deze ITS genodemes een zeer grote geografische verspreiding kennen. We willen dit meer in detail bestuderen. We willen onderzoeken hoe groot de genetische differentiatie is tussen globale P. pungens populaties en onderzoeken of deze structuur een geografisch signaal vertoont. Hiervoor worden hoge resolutiemerkers, met name microsatellietmerkers, gebruikt.
Door de student toe te passen methoden en technieken: extractie van DNA uit celculturen, PCR amplificatie van ITS2 rDNA, het scheiden van de verschillende ITSgenodemes via Denaturerende Gradient Gel Electroforese (DGGE). PCR amplificatie van de verschillende microsatelliet loci die gebruikt worden voor fragmentanalyse. Indien nodig wordt ook de basenpaarsequentie van de bekomen fragmenten bepaald.
Door de student toe te passen methoden en technieken: extractie van DNA uit celculturen, PCR amplificatie van ITS2 rDNA, het scheiden van de verschillende ITSgenodemes via Denaturerende Gradient Gel Electroforese (DGGE). PCR amplificatie van de verschillende microsatelliet loci die gebruikt worden voor fragmentanalyse. Indien nodig wordt ook de basenpaarsequentie van de bekomen fragmenten bepaald.
Voorstel 2 (2006-2007): Onderzoek naar cyanobacteriënbloeien in micro-dammen in Ethiopië
Het voorgestelde onderzoek maakt deel uit van het MU-IUS- onderzoeksproject “Aquatic Ecology and sustainable management of inland water bodies in Tigray, North Ethiopia”. Het project onderzoekt de aquatische ecologie van dammen, natuurlijke meren en poelen in Tigrai, waaronder het voorkomen van cyanobacteriënbloeien. Deze waterbloeien worden vaak veroorzaakt door potentieel toxische cyanobacteriën en vormen een gevaar voor de gezondheid van mens en dier. Bovendien interfereren ze met de exploitatie van zoetwatersystemen voor het gebruik als bron van drinkwater, irrigatie etc.
De moleculaire diversiteit van een cyanobacteriënbloei wordt bepaald a.h.v. Denaturerende Gradient Gel Electroforese (DGGE). DGGE biedt de mogelijkheid om op een relatief eenvoudige wijze de samenstelling van de cyanobacteriële gemeenschap te onderzoeken zonder dat zij in cultuur moeten worden gebracht. Verder zullen deze wateren op de aanwezigheid van hepatotoxische bloeien worden onderzocht. Dit gebeurt door detectie en kwantificatie van microcystine-synthetase-genen aan de hand van gewone en real time PCR.
Voorstel 3 (2006-2007): Studie van de bacteriële diversiteit en gemeenschapsstructuur in 80 Zuid-Amerikaanse meren
Het voorgestelde onderzoek maakt deel uit van het SALGA onderzoeksproject (meer info op http://www.salga.wur.nl/). Het project onderzoekt de aquatische ecologie van meer dan 80 meren in Zuid-Amerika, geselecteerd volgens een N-Z gradient, waaronder de bacteriële diversiteit en gemeenschapsstructuur.
De moleculaire diversiteit van bacteriële gemeenschappen wordt bepaald a.h.v. Denaturerende Gradient Gel Electroforese (DGGE). DGGE biedt de mogelijkheid om op een relatief eenvoudige wijze de samenstelling van de bacteriële gemeenschap te onderzoeken zonder dat zij in cultuur moeten worden gebracht. Dit laatste is belangrijk omdat slechts een fractie van de in de natuur voorkomende bacteriën succesvol in cultuur kan worden gebracht.
De techniek omvat isolatie van DNA uit de bacteriëngemeenschap, PCR amplificatie van het 16SrDNA, en scheiding van de bekomen DNA fragmenten op een DGGE gel. Via het uitsnijden van banden kan naderhand de basenpaarsequentie bepaald worden, zodat de bacteriëntaxa via vergelijking met gekende sequenties fylogenetisch kunnen gesitueerd worden.
Download Presentatie (5.17 MB)Abstract Bachelor Project FBT 2020-2021: Research of the influence of storage buffers at different temperatures on the prokaryotic diversity of water samples
In a lot of sample campaigns there is no possibility to immediately freeze-dry the samples for research. Freeze-drying is the golden standard for preserving biological samples. The aim of this thesis is to determine which conservation buffer at different temperatures and different time periods is the best to obtain the diversity of prokaryotes, when the samples can’t immediately be stored at -80°C.
The used samples are from the OMES project. These samples where then dived in three different conservation buffers: 96% ethanol, SLB and RNAlater. After different periods of preservation (one week, two weeks and four weeks) at different temperatures (roomtemperature, 4°C and -20°C) the DNA was extracted from the samples. From the extracted DNA, the 16S gene was amplified and then sequenced on the MinION. Storage on ethanol gives enormous variation in the composition of the samples. Even after one week in cold temperatures, the composition shows already variability compared with the standard. RNAlater gives less variations with the standard. RNAlater gives the most variations at room temperature. But at colder temperatures after a longer period, the composition has nevertheless changed compared to the standard. RNAlater protects the samples best against degradation. Storage in SLB buffer mainly varies at room temperature, with much degradation after four weeks. After four weeks it shows the most consistent results if kept on colder temperatures compared to the standard.
The conclusion is that SLB at 4°C and -20°C is the best preservation method. Even after four weeks there’s almost no difference between SLB and samples immediately stored at -80°C (which is considered as the standard). At room temperature there is a difference for all the buffers, so this is no good way to preserve the samples.
Abstract Bachelor Project FBT 2019-2020: The genetic diversity of Dictyota dichotoma
This research is a continuation of chapter five of “What’s in a name? On the importance of species delineation in Dictyotales, an order of brown algae” written by Frédérique Steen.
This research will test the genetic diversity inside and between the multiple populations. There were supposed to be more sample locations, but these did not happen due to Corona. The genetic diversity will be analysed by amplifying and analysing microsatellite sequences present in the genomic DNA. Through analysing this data, the clonality and similarity of the tested samples can be calculated. Via these two factors the genetic diversity can be interpreted.
The first step of this research is obtaining very pure genomic DNA, this DNA will be amplified by using a multiplex PCR. While the DNA sequences are being amplified a fluorescent marker is added, this marker is present in the fluorescent forward primer added during the amplification.
When the sequences are amplified they need to go through quality control, this will be done by loading the amplified DNA on a gel electrophoresis.
When the fragments are deemed okay they are sent to another research lab, in this lab the amplified sequences will be analysed on a fragment analyser. This fragment analyser uses capillary electrophoresis (CE), each fragment present in the capillary will be exposed to a laser. The fluorescent markers present on each fragment will absorb the light and emit it on a different wavelength, this emitted light will be recorded by the fragment analyser as a signal. These signals will be presented by peaks. The peak values are analysed using R studios, through R studios the clonality and similarity are calculated for the tested samples.
Genetic diversity is present inside the population and between the multiple populations, but there is not enough data to conclude a definitive conclusion about the genetic diversity of D. dichotoma.
Samenvatting eindwerk 2012-2013: Ontwikkeling en validatie van microsatellieten voor de soort Dictyota dichtoma( Dictyotales, Phaeophycea)
Algen vormen een zeer grote diverse groep van autotrofe organismen. Deze kunnen voorkomen als kleine, eencellige organismen of grotere complexe multicellulaire vormen: de macrowieren. Macrowieren spelen vooral een structurerende rol in kustecosystemen en daarnaast zijn ze belangrijke primaire producenten. Macrowieren behoren enerzijds tot de groen- en roodwieren, die verwant zijn aan de planten, maar kunnen anderzijds ook deel uitmaken van de bruinwieren of Phaeophyceae. In dit onderzoek wordt er gewerkt met het bruinwier Dictyota dichotoma. Deze soort komt voor langsheen Europese kusten en behoort tot een tropische warm gematigde biogeografische groep.
Het doel van dit onderzoek is om historische processen na te gaan die aan de grondslag liggen van de huidige geografische distributie van de soort Dictyota dichtoma. Hierbij worden de demografische en genetische fenomenen bestudeerd die aanleiding gaven tot de huidige populatiestructuur. Bij eerder onderzoek werd reeds gebruik gemaakt van mitochondriale merkers. Deze data suggereerden dat er een postglaciale herkolonisatie van Noordoostelijke Atlantische Oceaan heeft plaatsgevonden vanuit één of meer zuidelijke refugia. In deze bachelorproef worden verschillende bruikbare microsatellieten voorgesteld die deze dataset kunnen aanvullen, aangezien het gebruik van één enkele locus (één mitochondriale merker) om besluiten te trekken over de evolutionaire geschiedenis van het volledig genoom tot foute conclusies kan leiden. Microsatellieten zijn korte repeatsequenties die frequent voorkomen in het nucleair genoom van eukaryoten. Door verschillende genetische processen, hebben verschillende delen van het nucleair genoom een afwijkende genealogische geschiedenis. Microsatellieten afkomstig uit deze verschillende plaatsen van de locus kunnen daarom ook gebruikt worden als verschillende onafhankelijk moleculaire merkers. Primers werden ontwikkeld rond sequenties die een microsatelliet bevatten aan de hand van de ‘primer 3’ software.
Deze primers werden getest op stalen uit verschillende populaties met een PCR of een polymerase chain reaction. Gelelektroforese vormde een eerste controle om na te gaan welke primers er mogelijk correcte PCR-producten gaven. Bij de primers die via elektroforese het gewenste resultaat gaven, werd de forward primer fluorescent gelabeld. hierop volgde opnieuw een PCR. Via capillaire elektroforese werden de verschillende fluorescent gelabelde amplicons op grootte gescheiden en geanalyseerd met het programma Genemapper. Op dergelijke manier werden de verschillend pieken of allelen gescoord en afgeleid of een staal al dan niet een hetero- of homozygoot was.
Er werd gewerkt aan de optimalisatie van vier microsatellietmerkers tijdens deze bachelorproef. Hierbij verliep het optimaliseren van drie merkers vrij vlot in tegenstelling tot de vierde merker die vaak aspecifieke producten gaf en bijgevolg nog verder geoptimaliseerd zal moeten worden. Bij het optimaliseren waren drie parameters van belang namelijk de concentratie van PCR-producten, de concentratie van het fluorescent signaal en bij de PCR-programma’s de annealingstemperatuur. Met de ruwe data die voorhanden was kon geen uitspraak gedaan worden omtrent de fylogeografie omdat deze data niet via statische methoden werd bewerkt. Naar de toekomst toe moeten er minimum acht microsatellietmerkers geoptimaliseerd worden die divers genoeg zijn van elkaar. Na de optimalisatie zullen deze verschillende merkers getest worden op mogelijk 1000 verschillende stalen al dan niet met een multiplex PCR. Deze ruwe data zullen dan via statische methoden verder verwerkt worden om een mogelijke uitspraak te doen omtrent dit species Dictyota dichotoma.
Samenvatting eindwerk 2007-2008: Studie naar de diversiteit en de seizoenale dynamiek van de Microcystis en Planktothrix populatie a.d.h.v. DGGE
In het kader van het project B-Blooms2 worden er stalen uit het Donkmeer en de vijver in het Westveldpark onderzocht. Het is de bedoeling om de toxische cyanobacteriën en de verschillende genotypes van Microcystis en Planktothrix te identificeren die aanwezig zijn in stalen uit deze meren.
Op de stalen gebeurt een DNA-extractie. Deze producten ondergaan een PCR (Polymerase chain reaction), een 16S-PCR of een ITS-PCR (Internal transcribed spacer), zodat er enkel stukjes DNA over blijven die even groot zijn. De PCR-producten worden via DGGE (Denaturerende Gradiënt Gel Elektroforese) geanalyseerd en zo worden alle fragmenten van verschillende cyanobacteriën en de verschillende genotypes gescheiden op basis van hun sequentieverschillen. De bandjes worden uitgeknipt en gesequeneerd.
Op de DGGE-gels van de stalen uit de vijver in het Westveldpark zijn er veertien verschillende genotypes Microcystis terug te vinden in een jaar tijd. Er zijn twee morfologieën door Jeroen Van Wichelen onderscheidt, namelijk M. viridis en M. aeruginosa.
Na sequeneren van de bandjes zijn de volgende cyanobacteriën gevonden in het Donkmeer: Synechococcus en Anabaena of Aphanizomenon. In het voorjaar en tijdens de zomer zijn er ongeveer evenveel soorten cyanobacteriën terug te vinden, alleen zijn er in de zomer andere soorten. In het najaar zijn het er opmerkelijk minder.
Er zijn zeven bandjes terug te vinden op de gels van Planktothrix, maar men moet rekening houden met de twee verschillende ITS-sequenties. Acht verschillende bandjes zijn er over alle stalen terug te vinden. Het aantal genotypes in het najaar is hoger dan deze tijdens de zomer.
Samenvatting eindwerk 2006-2007: Onderzoek naar cyanobacteriële gemeenschappen in poelen en dammen in Ethiopië
Deze stage kadert in het MU-IUS project (“Aquatic Ecology and sustainable management of inland water bodies in Tigray, North Ethiopia”), en gaat na of er cyanobacteriële bloeien aanwezig zijn in poelen en dammen in Tigray (Noord Ethiopië) en welke cyanobacteriën er voorkomen. Dit is belangrijk want indien er toxische cyanobacteriën aanwezig zijn, is dit schadelijk voor mens en dier en kan dit tot de dood leiden. Wegens het tekort aan water in dit gebied is het dus belangrijk dat het water dat ze hebben niet schadelijk is.
Daarom werden er verschillende experimenten uitgevoerd: namelijk monitoring van 8 dammen gedurende één jaar, bucket experimenten in een dam en een poel die een aanwijzing kunnen geven om toxische cyanobacteriën te verminderen door middel van toevoeging van zoöplankton en als laatste heeft men tweeënveertig poelen bemonsterd in september en oktober om het verschil in cyanobacteriële diversiteit tussen de twee maanden te kunnen vergelijken.
In deze stage werden moleculaire analyses gedaan op de stalen, namelijk PCR en DGGE. Voor de studie naar de cyanobacteriële diversiteit werd gebruik gemaakt van 16S PCR-DGGE en voor de studie van de diversiteit van Microcystis werd gebruik gemaakt van ITS PCR-DGGE.
Uit de monitoring van acht dammen werd er besloten dat de cyanobacteriële samenstelling verschilt van maand tot maand.
Uit het bucket experiment in de dam werd er besloten dat het zoöplankton vooral graast op eukaryotisch fytoplankton en minder op Microcystis sp., en dat begrazing geen invloed heeft op het voorkomen van bepaalde Microcystis ITS genotypes.
Uit het bucket experiment in de poel werd er geconcludeerd dat er geen verandering in cyanobacteriële samenstelling is, overal is Synechococcus sp. aanwezig en drie genotypes van Microcystis zijn aanwezig bij alle zoöplankton behandelingen.
In de 42 poelen is er een groot verschil tussen de maanden september en oktober, in september is er enkel één genotype Synechococcus sp. aanwezig en in de maand oktober twee genotypes Synechococcus sp. en veel meer chloroplasten.
|
Tags: biotechnology biology |
Address
|
K.L. Ledeganckstraat 35
9000 Gent
09 / 264 52 94 Belgium |
Contacts
|
Traineeship supervisor
Sofie D'hondt
09/2645294 Sofie.DHondt@UGent.be |
|
Traineeship supervisor
Katleen Van der Gucht
09/2648730 katleen.vandergucht@ugent.be |
|
Traineeship supervisor
Ineke van Gremberghe
ineke.vangremberghe@ugent.be |