PopCOmics: Biodiversitat marina i genòmica

Projecte CEAB

PopCOmics

The goal of the project PopCOmics is to tackle current challenges in marine biology research with genomic techniques; from analyses of populations of keystone species in Mediterranean ecosystems (engineer, vulnerable, commercial and introduced species) to changes in biodiversity as a response to impacts at the community and holobiont levels.

El projecte PopCOmics preten abordar reptes actuals de la investigació en biologia marina amb eines genòmiques. Aquests reptes van des de l’anàlisi de poblacions d’espècies representatives dels ecosistemes mediterranis (enginyeres, vulnerables, comercials i introduïdes) fins a canvis a la biodiversitat en resposta a impactes ambientals a diferents nivells de complexitat (comunitats i holobionts). Els tres primers descriptors del Bon Estat Ambiental de la Directiva Marc de la Estratègia Marina de la UE de 2010 són el manteniment de la diversitat biològica, el control de la introducció d’espècies foranies, i l’estat de les poblacions de peixos comercials. La recerca en aquests tres àmbits es pot beneficiar notablement d’eines genòmiques derivades de les tecnologies de seqüenciació massiva de l’ADN.
PopCOmics s’orienta cap aquests tres reptes i es basa en l’experiència prèvia dels equips sol.licitants en l’ús de les eines genòmiques: l’obtenció de marcadors en tot el genoma mitjançant genotipat per seqüenciació (GBS), que permet analitzar la diversitat i estructura genètica poblacional, i la seqüenciació massiva d’amplicons de l’ADN present a la comunitat, que permet la caracterització de la biodiversitat a diversos nivells (des dels simbiomes fins les comunitats).
Específicament, la nostra investigació s’orientarà a l’aplicació d’ambdues tècniques a dos objectius: 1) Estimar la diversitat, connectivitat i adaptació en poblacions d’espècies clau per als reptes de las societat usant marcadors genòmics, 2) Estudiar els canvis en la biodiversitat com a resposta als impactes ambientals a nivell de comunitats (metabarcoding) i del holobiont mitjançant seqüenciació d’amplicons d’ADN.
L’objectiu 1 inclou 4 tasques que usaran GBS. En la tasca 1.1 s’analitzarà la diferenciació poblacional i l’adaptació d’una espècie termòfila i enginyera en els ecosistemes bentònics. En la tasca 1.2 es realitzarà una anàlisi poblacional i avaluació d’estocs d’una espècie amenaçada, per obtenir el coneixement necessari per la seva gestió i conservació. En la tasca 1.2 s’estudiaran tres espècies de peixos comercials amb diferent capacitat de dispersió recollits a sis poblacions al llarg del mateix gradient ambiental, tot combinant informació del seu genotip i el seu fenotip en fases juvenils. En la tasca 1.4 s’estudiaran poblacions de dues espècies introduïdes combinant la seva informació genòmica amb la de poblacions natives, per esbrinar les vies de colonització i les capacitat d’adaptació d’aquestes espècies.
L’objectiu 2 inclou 3 tasques en les que s’utilitzarà seqüenciació massiva d’amplicons d’ADN. A la tasca 2.1 es desenvoluparà un sistema d’alerta ràpida per detectar espècies introduïdes usant col.lectors en pots i instal.lacions d’aqüicultura. En la tasca 2.2 s’analitzaran comunitats de substrat dur del Mediterrani ibèric, per generar inventaris exhaustius (des de protistes fins macroorganismes) que serveixin de base de referència per la biomonitorització de canvis. Es imperatiu començar a generar bases de dades genètiques a llarg termini, i aquest projecte és un primer pas en aquest sentit. A la tasca 2.3 s’estudiarà la capacitat d’adaptació d’invertebrats clau (esponges i un ascidi introduït) determinada pels seus simbionts (procariotes i eucariotes), caracteritzant canvis en el simbioma i la seva funcionalitat en resposta a gradients tèrmics i d’eutrofització.

Comunitat coral.lígena. Autor: Xavier Turon

Petrosia ficiformis (esponja) amb nudibranquis depredadors (Peltodoris atromaculata). Autor: Xavier Turon