Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorAndreassen, Rune
dc.contributor.advisorHagen, Snorre B.
dc.contributor.authorHansen, Berit Kleppe
dc.date.accessioned2019-03-08T08:07:00Z
dc.date.available2019-03-08T08:07:00Z
dc.date.issued2018
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10642/6740
dc.descriptionMaster i biomedisinen
dc.description.abstractMarkers included in a DNA forensic profiling system for wildlife species should be validated according to guidelines developed by the International Society for Forensic Genetics (ISFG). In a former study, a set of twelve dinucleotide STR (short tandem repeats) loci (Mu09, Mu10, Mu23, Mu59, Mu05, G10L, Mu50, Mu51, G1A, G1D, Mu15, G10B) specific for bear were validated in singleplex PCR amplification for eight populations of brown bear (Ursus arctos). Studies of the Western European bear populations as well as forensic casework have been conducted applying these twelve validated STRs on non-invasive samples (e.g. hair, faeces). The large brown bear population at Kamchatka, threatened by poaching, has not been studied by the use of autosomal STRs before. As the markers are now multiplexed, a new validation is needed. The aim of this study was to perform validation of 16 multiplexed dinucleotide STR markers (twelve previously validated, four new ones; G10C, G10J, G10O, G10X) specific to brown bear, and obtain allele frequency estimates as well as relevant forensic and population genetic parameters from a Kamchatka brown bear population by the use of these validated STR markers. Finally a first comparison to the Western European brown bear populations was conducted. The validation tests (sensitivity, precision, heterozygote balance and stutter) were performed by the use of four brown bear tissue samples with known genotypes in 16 STR loci. Following the validation, DNA from 434 hair samples originating from Kamchatka brown bears were analysed with the same STR markers. There was satisfactory performance in 15 of the 16 STR loci when template input was ≥ 0.2 ng, while in G10X there was suboptimal amplification of one allele. Most, if not all, Low Copy Number samples could be detected using the current STR guidelines. The tests suggested a homozygote peak height threshold of 1800 relative fluorescence units (RFU) for G10J and G10B, and 800 RFU for the rest of the markers. All markers met the Hardy-Weinberg and linkage equilibrium expectations after Bonferroni corrections of significance levels. Test for genotyping errors or null alleles (Micro-Checker) indicated null alleles at Mu23 and G10O. While G10O had the lowest power of discrimination (PD = 0.667), the PD ranged from 0.794 to 0.962 in the other markers. The total average probability of identity for the 15 markers when accounting for population substructure (FST = 0.11), was 4.1 x 10-13, and the total average of sibling identity was 6.3 x 10-6. The genetic diversity in the Kamchatka population was high (mean expected heterozygosity 0.79, n = 115). The population pairwise comparisons (pairwise FST`s) to the Western European populations showed moderate genetic differentiation that, in general, mirrored the geographic distances. In conclusion, 15 multiplexed dinucleotide STR markers were validated according to ISFG recommendations and applied for the first time in analysis of the Kamchatka brown bear. The discriminating power of the DNA profiles is at a magnitude where they would provide individual specific forensic evidence and they may also be applied in monitoring and population genetic studies.en
dc.description.abstractMarkører inkludert i et rettsgenetisk profilsystem for ville dyr bør valideres etter «the International Society of Forensic Genetics» (ISFG) sine retningslinjer. I en tidligere studie ble tolv bjørnespesifikke dinukleotide STR-loci (Mu09, Mu10, Mu23, Mu59, Mu05, G10L, Mu50, Mu51, G1A, G1D, Mu15, G10B) validert i singleplex PCR-amplifikasjon for åtte populasjoner av brunbjørn (Ursus arctos). Studier av bjørnepopulasjoner i Vest-Europa samt rettsgenetiske undersøkelser har blitt utført ved analyser av disse tolv validerte markørene på ikke-invasive prøver (f.eks. hår og fæces). Den store brunbjørnpopulasjonen på Kamchatka, som er truet av ulovlig jakt, har ikke blitt studert ved bruk av autosomale STR-markører tidligere. Da analysene nå utføres i multiplex PCR-oppsett er det behov for en ny validering. Målet med denne studien var å utføre validering av 16 bjørnespesifikke dinukleotide STR-markører (tolv som er validert tidligere, fire nye G10C, G10J, G10O, G10X) i multiplex PCR-analyser og fremskaffe populasjons-spesifikke allelfrekvenser samt retts- og populasjonsgenetiske parametere fra en brunbjørnpopulasjon på Kamchatka ved hjelp av disse validerte markørene. Til sist vil resultatene sammenlignes med data fra bjørnepopulasjoner i Vest-Europa. Valideringstester (sensitivitet, presisjon, heterozygot balanse og stutter) ble utført på fire ulike vevsprøver fra bjørn med kjent DNA-profil i 16 STR-loci. Etterfulgt av valideringen ble DNA fra 434 hårprøver som stammet fra brunbjørn på Kamchatka analysert med de samme STR-markørene. Valideringen gav tilfredsstillende resultater i 15 av de 16 STR-markørene når templat-tilførselen var ≥ 0,2 ng, mens G10X viste suboptimal amplifisering av ett allel. De fleste, om ikke alle, prøvene med lavt kopinummer av DNA (såkalte LCN-prøver) kunne detekteres ved hjelp av nåværende typekriterier. For homozygote genotyper foreslo valideringstestene en grense for allelhøyde på 1800 relativ fluorescensenheter (RFU) for G10J og G10B, og 800 RFU for de andre markørene. Etter Bonferroni-korrigering av signifikansnivået, møtte alle markørene Hardy-Weinberg forventninger og viste uavhengig nedarving. En test for genotype-feil og null-allel (Micro-Checker) indikerte en mulig forekomst av null-allel i Mu23 og G10O. Mens G10O hadde den laveste diskrimineringsevnen (power of discrimination, PD: 0,667), var PD mellom 0,794 og 0,962 for de andre markørene. Det totale estimatet for «sannsynlighet for identitet» (probability of identity) når grad av populasjonsstruktur (FST 0,11) ble tatt hensyn til var 4,1 x 10-13, og tilsvarende mellom søsken var verdien 6,3 x 10-6. Den genetiske diversiteten i populasjonen på Kamchatka var høy (gjennomsnittlig forventet heterozygositet; HE 0.79, n =115). Den genetiske distansen mellom Kamchatka-populasjonen og de vesteuropeiske populasjonene estimert ved hjelp av parvise FST, viste moderat genetisk differensiering som generelt gjenspeiler de geografiske distansene. For å oppsummere; 15 dinukleotide bjørnespesifikke STR-markører i multiplex PCR-oppsett ble validert i henhold til anbefalinger fra ISFG og disse markørene ble videre benyttet for første gang i analyser av brunbjørn fra Kamchatka. Den diskriminerende evnen til disse DNA-profilene er av et slikt omfang at de kan gi individspesifikke rettsgenetiske bevis samt benyttes i monitorering og populasjonsgenetiske studier.en
dc.language.isoenen
dc.publisherOslo Metropolitan Universityen
dc.subjectWildlife forensicsen
dc.subjectSTRsen
dc.subjectBrown bearen
dc.subjectNon-invasive genetic samplingen
dc.subjectPopulation geneticsen
dc.subjectVDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Basale biofag: 470::Biokjemi: 476en
dc.titleValidating multiplexed STR markers in a Kamchatka brown bear population; system performance and genetic variationen
dc.typeMaster thesisen
dc.description.versionpublishedVersionen


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel