Predatore-preda interazioni, che costituiscono la maggior parte delle interazioni trofiche e dinamiche web di cibo, sono aspetti fondamentali per caratterizzare i flussi di materia ed energia in tutto reti alimentari all'interno e tra gli ecosistemi, che è uno degli obiettivi principali dell'ecologia 1. la determinazione dell'origine e il flusso di carbonio e sostanze nutrienti è promuovere la comprensione della connettività ecologica tra ecosistemi2. Tuttavia, gli ecosistemi, come fiumi e loro bacini imbriferi, non sono solo legati da flussi di materia organica e nutrienti, ma anche dai movimenti di organismi3. Pertanto, alterazioni habitat interrompendo il flusso di risorse che collegano tali sistemi possono fortemente alterare le reti alimentari di entrambi gli ecosistemi, non solo direttamente ma anche indirettamente cambiando la rispettiva composizione delle Comunità di predatore-preda. Per esempio, cambiamenti di reti alimentari sono stati indicati per essere collegati ai movimenti del predator singola specie (ad es., trota iridea)4. Tali modifiche potenzialmente minacciano la biodiversità e il funzionamento degli ecosistemi acquatici. Di conseguenza, analizzando le interazioni predatore-preda nel campo è essenziale per determinare l'impatto dei cambiamenti ambientali indotti dall'uomo, quali le pratiche di gestione dell'acqua, sulla biodiversità degli ecosistemi acquatici nativa.
Poiché tracciamento dei collegamenti trofici è difficile in sistemi complessi, sono stati istituiti diversi approcci che ne consentono la valutazione delle interazioni di alimentazione nel campo5. Tradizionalmente, le indagini di interazioni nel campo di alimentazione sono basate sulla identificazione visiva della preda rimane nelle viscere dissecate e richiedono una conoscenza approfondita circa la diversità morfologica preda. Analisi del contenuto visivo dell'intestino hanno fornito le comprensioni nell'uso delle risorse di diversi gruppi di consumatori (ad es., variazione stagionale nella dieta di aragosta pesce e6 7,8 o alimentazione preferenze di copepodi). Tuttavia, il processo fisico di digestione complica l'analisi del contenuto intestinale visual e solitamente non trova morbido corposo preda-organismi9. Per l'alimentazione di specie dall'ingestione di liquido o per alcuni consumatori di invertebrati marini che sminuzzano intensivamente loro cibo prima dell'ingestione, come anfipodi, identificazione visiva delle prede nel contenuto dell'intestino è Impossibile10. A causa di queste limitazioni, l'analisi molecolare fornisce un'alternativa promettente.
Le analisi molecolari sono ormai diventati uno strumento comune che permettono la rilevazione rapida e precisa preda nel contenuto intestinale. La gamma di tali tecniche è varia: strategie basate su anticorpi monoclonali o reazioni a catena della polimerasi (PCR) sono usate spesso, a causa della loro alta specificità e sensibilità11. Lo sviluppo di nuovi anticorpi monoclonali è ad alta intensità di tempo e di costo, di conseguenza, l'applicazione di altre tecniche molecolari è più utile quando gli anticorpi non sono già presenti11. Un altro approccio comune è l'amplificazione delle regioni di acido desossiribonucleico (DNA), come i geni ribosomiali acido ribonucleico (RNA) presenti nella maggior parte delle specie, utilizzando primer universale imposta12,13. Quando si utilizza questa tecnica, spesso non è possibile identificare l'intera gamma di prede organismi all'interno di origini miste di DNA14. Un approccio efficace per evitare un tale inconveniente è utilizzare primer specifico del gruppo imposta per analisi del contenuto genetico dell'intestino. Progettato per amplificare solo le regioni di DNA di particolari gruppi destinatari ed escludere tutte le altre specie15,16, gruppo-specifici primer consentire l'identificazione di organismi di preda al livello tassonomico dei gruppi specificati senza analisi secondarie di tempo e costo elevato. Tuttavia, come tutti budello analisi dei contenuti, tali analisi forniscono solo un'istantanea del comportamento alimentare. Di conseguenza, combinando analisi del contenuto intestinale molecolare con analisi di tempo-integrazione traccianti naturali (ad es., isotopi stabili) è considerato benefico1,2.
Qui, descriviamo un metodo dettagliato per le indagini di PCR-basata di interazioni predatore-preda usando set di primer gruppo-specifici per regioni di DNA (rDNA) ribosomale nucleare per essere combinato con analisi degli isotopi stabili del campione stesso. Descriviamo la rilevazione del DNA del singolo preda gruppi tramite l'elettroforesi del gel dell'agarosi. Inoltre, presentiamo un'opportunità per ulteriori analisi di a valle dei prodotti di PCR di tale gruppo-specifici primers applicabile ogni volta che una risoluzione tassonomica superiore specificità dei primer è richiesta. Perché i frammenti di DNA a singola elica (ssDNA) conformazioni terziario di forma che sono determinate dalla loro sequenza primaria17, piccole variazioni nei frammenti amplificati da tale gruppo specifico primer portano a cambiamenti conformazionali. Tali cambiamenti possono essere rilevati dalle analisi di polimorfismo (SSCP) conformazione singolo filamento con gel di poliacrilammide17,18, consentendo una più precisa identificazione di organismi di preda (fino al livello di specie).
Mentre l'elettroforesi del gel dell'agarosi è uno strumento comune e poco costoso per visualizzare i frammenti di DNA e determinare la loro lunghezza approssimativa19, la risoluzione dipende dalla quantità di DNA e la macchiatura tintura usato20. Di solito, la visualizzazione è dritto in avanti quando si lavora con campioni di DNA puri, ma potenzialmente basse quantità di prede DNA nel contenuto dell'intestino dei consumatori può complicare le marcature di risultati di elettroforesi su gel di agarosio. Ancora, questo metodo di rilevamento è fattibile allo schermo un basso numero di esemplari dei consumatori dal campo per uno o alcuni gruppi in preda, ma complicazione nel punteggio che rende la proiezione di un elevato numero di campioni per più preda taxa tempo estremamente intensivo e così impraticabile. Un metodo di rilevazione più sensibile è l'analisi automatizzata di frammenti tramite elettroforesi capillare, che inoltre permette di determinare l'esatta lunghezza di frammenti21. Parecchi del microsatellite basato su studi hanno dimostrato che utilizzando tinture fluorescenti differenti come etichette, è possibile rilevare e determinare diversi frammenti di lunghezza paragonabile di frammento automatizzato analisi22,23, 24. Pertanto, vi presentiamo anche un protocollo dettagliato per la rivelazione in parallelo di DNA da una preda più gruppi usando la PCR con primer di gruppo-specifici con etichetta set e rilevamento tramite l'analisi del frammento automatizzato con un sequenziatore automatizzato. Inoltre, presentiamo i risultati di un caso di studio che dimostra che la rilevazione di DNA di preda tramite l'analisi del frammento automatizzato è un approccio che permette anche una quantificazione relativa delle prede ingerite.