Faglig kontaktperson under eksamen: 1.aman. Hans K. Stenøien ( )

Transkript

1 Side 1 av 11 Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Fakultet for naturvitenskap og teknologi Institutt for biologi Faglig kontaktperson under eksamen: 1.aman. Hans K. Stenøien ( ) EKSAMEN I: BI2016 Molekylær økologi BOKMÅL DATO: 23. mai 2007 Antall timer: 4 Studiepoeng: 7,5 Tillatte hjelpemidler: Kalkulator HP30S Sensurdato: 13. juni 2007 VED SENSUR TELLER OPPGAVENE LIKT Oppgave 1 a) Forklar begrepet effektiv populasjonsstørrelse. b) Gjør kort rede for ulike metoder som kan benyttes for å estimere effektiv populasjonsstørrelse. c) Hva er konsekvensene av en flaskehals ( bottleneck )? Oppgave 2 a) Gjør kort rede for ulike metoder man kan ta i bruk for å estimere genflyt. b) Hos bartreet Pinus flexilis nedarves kloroplaster både maternalt og paternalt, mens mitokondrier nedarves maternalt. En studie ble foretatt for å se på variasjon i cpdna og mtdna basert på RFLP markører i de to genomene. For populasjoner spredt over et stort område fant man at kloroplast haplotyper er spredt over mye større områder enn mitokondrielle haplotyper. Forklar dette fenomenet. c) Tabell 1 og 2 (Appendix) viser resultater fra studier av genetisk strukturering og genetisk variasjon innen populasjoner for den ettårig planten Arabidopsis thaliana (vårskrinneblom). Resultatene er basert på studier av variasjon i mikrosatelitt-markører hos et antall individuelle planter fra hver populasjon. Tolk resultatene. Oppgave 3 a) Forklar kort hva som ligger i begrepet selektiv nøytralitet. b) I hvilke sammenhenger vil vi benytte nøytrale molekylære markører? c) Figur 1 (Appendix) oppsummerer sammenhengen mellom estimerte Fst og Qst verdier i 29 studerte plante- og dyrearter. Den stiplede linjen viser når de to målene er like store. Fst verdiene er basert på data fra allozymer, RAPDs, og RFLPs. Qst verdier er basert på både morfologiske trekk og livshistorie-trekk. Gi en forklaring på dette mønstret.

2 Oppgave 4 a) Extinction vortex er et fenomen som beskriver hvordan reduserte populasjonsstørrelser og habitatforandringer innvirker på populasjoners fitness, og hvordan dette kan føre til utryddelse av populasjoner. Forklar hvordan molekylære teknikker kan benyttes for å gi en bedre forståelse av de ulike prosessene involvert i the extinction vortex. b) Tap av genetisk variasjon er ansett for å være én av de største farene for både plante- og dyrepopulasjoner. Bruk av molekylære markører kan være et effektivt redskap for å dokumentere endringer i grad av homozygoti, men kan likevel være av begrenset verdi for å predikere skjebnen til populasjoner og arter. Forklar hvorfor.

3 APPENDIX TABELL 1. Resultat fra analyser ved hjelp av programvaren Arlequin (NB! over 2 sider). === AMOVA ANALYSIS === Genetic structure to test : No. of Groups = 3 [[Structure]] StructureName = "New Edited Structure" NbGroups = 3 IndividualLevel = 0 DistMatLabel = "" Group={ "Pop6_1_Stange" "Pop1_3A_Hvaler" "Pop2_3B_Hvaler" "Pop3_3C_Hvaler" "Pop4_4_Moss" "Pop5_5_Jessheim" } Group={ "Pop8_6_Skatval" "Pop9_7_Skatval" "Pop7_T_Trondheim" } Group={ "Pop10_M_Meloy" } Distance method: Pairwise differences AMOVA design and results : Reference: Weir, B.S. and Cockerham, C.C Excoffier, L., Smouse, P., and Quattro, J Weir, B. S., Source of Sum of Variance Percentage variation d.f. squares components of variation Among groups Va 6.66 Among populations within groups Vb Within populations Vc Total Fixation Indices FSC : FST : FCT : ========================

4 == Comparisons of pairs of population samples ======================== List of labels for population samples used below: Label Population name : Pop6_1_Stange 2: Pop1_3A_Hvaler 3: Pop2_3B_Hvaler 4: Pop3_3C_Hvaler 5: Pop4_4_Moss 6: Pop5_5_Jessheim 7: Pop8_6_Skatval 8: Pop9_7_Skatval 9: Pop10_M_Meloy 10: Pop7_T_Trondheim Population pairwise FSTs Distance method: Pairwise differences Matrix of M values (M=Nm for haploid data, M=2Nm for diploid data) //////////////////////////////////////////////////////////////////// END OF RUN NUMBER 1 (10/05/07 at 10:14:56)) Total computing time for this run : 0h 0m 0s 341 ms ////////////////////////////////////////////////////////////////////

5 TABELL 2. Resultater fra analyser ved hjelp av programvaren Arlequin (NB! over 5 sider). ================ == ANALYSES AT THE INTRA-POPULATION LEVEL ================ ================= == Sample : Pop6_1_Stange ================= == Standard diversity indices : (Pop6_1_Stange) No. of gene copies : 34 No. haplotypes : 19 No. of usable loci : 13 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop1_3A_Hvaler ================= == Standard diversity indices : (Pop1_3A_Hvaler) No. of gene copies : 16 No. haplotypes : 3 No. of usable loci : 22 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 0

6 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop2_3B_Hvaler ================= == Standard diversity indices : (Pop2_3B_Hvaler) No. of gene copies : 22 No. haplotypes : 6 No. of usable loci : 14 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 0 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop3_3C_Hvaler ================= == Standard diversity indices : (Pop3_3C_Hvaler) No. of gene copies : 14 No. haplotypes : 6 No. of usable loci : 20 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci :

7 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop4_4_Moss ================= == Standard diversity indices : (Pop4_4_Moss) No. of gene copies : 20 No. haplotypes : 2 No. of usable loci : 23 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 0 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop5_5_Jessheim ================= == Standard diversity indices : (Pop5_5_Jessheim) No. of gene copies : 26 No. haplotypes : 9 No. of usable loci : 15 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 0

8 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop8_6_Skatval ================= == Standard diversity indices : (Pop8_6_Skatval) No. of gene copies : 24 No. haplotypes : 8 No. of usable loci : 14 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop9_7_Skatval ================= == Standard diversity indices : (Pop9_7_Skatval) No. of gene copies : 26 No. haplotypes : 5 No. of usable loci : 17 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 0

9 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop10_M_Meloy ================= == Standard diversity indices : (Pop10_M_Meloy) No. of gene copies : 26 No. haplotypes : 5 No. of usable loci : 23 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / ================= == Sample : Pop7_T_Trondheim ================= == Standard diversity indices : (Pop7_T_Trondheim) No. of gene copies : 44 No. haplotypes : 12 No. of usable loci : 15 loci with less than 5.00 % missing data No. of polymorphic loci : 2

10 Mean s.d Sum of square freqs. : Gene diversity : / //////////////////////////////////////////////////////////////////// END OF RUN NUMBER 1 (10/05/07 at 10:29:52)) Total computing time for this run : 0h 0m 0s 180 ms ////////////////////////////////////////////////////////////////////

11 FIGUR 1.