Aprimorando técnicas de DNA ambiental : efeitos do congelamento e eficiência da filtração na detecção de espécies aquáticas através do eDNA | Improving environmental DNA techniques : freezing effects and filtration efficiency for detection of aquatic species through eDNA

Orientador: Prof. Dr. Marcio Roberto Pie

Coorientador: Prof. Dr. Antonio Ostrensky Neto

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 29/07/2024

Inclui referências

Área de concentração: Ecologia e Conservação

Resumo: A crescente necessidade de estratégias eficazes para a preservação da biodiversidade impulsiona o desenvolvimento de metodologias inovadoras para a detecção de espécies. Esta dissertação aborda aspectos críticos das técnicas de preservação e concentração do DNA ambiental (eDNA), ferramenta fundamental para monitoramento de espécies em ecossistemas naturais. O primeiro capítulo investiga como diferentes regimes de congelamento impactam a viabilidade de amostras de eDNA, utilizando mesocosmos controlados com a tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus) e o mexilhão-dourado (Limnoperna fortunei). Os resultados indicam que o congelamento prolongado degrada significativamente o eDNA, reduzindo sua concentração em 0,14% por hora, enquanto a velocidade do congelamento se mostrou irrelevante para a integridade do eDNA. Este estudo propõe diretrizes práticas para otimizar a preservação de amostras, aprimorando a confiabilidade de programas de monitoramento. O segundo capítulo avalia a eficiência de diferentes métodos de concentração de eDNA, testando precipitação por etanol e filtração com 10 materiais de filtro e três tamanhos de poro. Os resultados revelam uma variabilidade significativa na retenção de eDNA, com alguns filtros apresentando maior eficácia para L. fortunei, mas não para O. niloticus. Essas descobertas enfatizam a necessidade de uma escolha criteriosa dos métodos de concentração, ajustados às condições ambientais e às espécies-alvo. Coletivamente, os resultados apresentados nesta dissertação contribuem para o refinamento das técnicas de eDNA, promovendo monitoramentos de biodiversidade mais precisos e, consequentemente, apoiando a conservação de ecossistemas e espécies ameaçadas.

Abstract: The growing need for effective biodiversity preservation strategies drives the development of innovative methodologies for species detection. This dissertation addresses critical aspects of environmental DNA (eDNA) preservation and concentration techniques, a fundamental tool for monitoring species in natural ecosystems. The first chapter investigates how different freezing regimes impact the viability of eDNA samples, using controlled mesocosms with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and golden mussel (Limnoperna fortunei). The results indicate that prolonged freezing significantly degrades eDNA, reducing its concentration by 0.14% per hour, while the freezing rate was found to be irrelevant to eDNA integrity. This study proposes practical guidelines to optimize sample preservation, enhancing the reliability of monitoring programs. The second chapter evaluates the efficiency of various eDNA concentration methods, testing ethanol precipitation and filtration with 10 filter materials and three pore sizes. The results reveal significant variability in eDNA retention, with some filters showing higher efficacy for L. fortunei but not for O. niloticus. These findings highlight the need for careful selection of concentration methods, tailored to specific environmental conditions and target species. Collectively, the results presented in this dissertation contribute to the refinement of eDNA techniques, promoting more accurate biodiversity monitoring and, consequently, supporting the conservation of ecosystems and endangered species.