Microsatellites - powerful tools for genome mapping and genome evolution - a case study on the insect Bombus terrestris and other social Hymenoptera

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit DNA Elementen, die häufig und in ihrer Länge variabel in den meisten Genomen vorkommen, den Mikrosatelliten. Im ersten Teil der Arbeit werden neue Mikrosatelliten Loci für die Erdhummel Bombus terrestris charakterisiert, um in dieser und anderen Hummelarten genutzt zu werden. Im zweiten Teil werden diese und weitere Mikrosatelliten benutzt, um das Genom der Erdhummel zu kartieren. Es konnte eine saturierte genetische Karte für die 16 Kopplungsgruppen (Chromosomen) erstellt werden, die als Basis für Genkartierung, Genom-Assemblierung und für den Vergleich von Rekombinationsraten dient. In einer weiteren Studie wurde die evolutionäre Dynamik von Mikrosatelliten in Dipteren und Hymenopteren untersucht und verglichen, wodurch eine schnellere Genomevolution in letzteren ersichtlich wurde. Im letzten Teil wird eine neue Methode vorgestellt, die auf kleinen Next-Generation-Sequencing Plattformen SNPs Genotypisierung erlaubt.

The presented thesis has its focus on common and in their length length variable DNA elements which are present in most genomes: the microsatellites. In the first part of the thesis, novel microsatellite loci for the buff-tailed bumblebee Bombus terrestris are developed and characterized to be available for this and other bumblebee species. In the second part, these and further microsatellites are used to map the genome of the buff-tailed bumblebee. It was possible to saturated the genetic map and detect all 16 expected linkage groups (chromosomes), which can serve as a basis for gene mapping, genome assembly and the comparison of recombination rates. In the next study, the evolutionary dynamics of microsatellites was investigated in Diptera and Hymenoptera. This showed a faster rate of genome evolution in the latter. In the last part a novel method for genotyping by sequencing on small scale next generation sequencing platform is presented.