Identyfikacja osobnicza drzew leśnych za pomocą markerów DNA

Transkrypt

1 Identyfikacja osobnicza drzew leśnych za pomocą markerów DNA dr Artur Dzialuk Katedra Genetyki Instytut Biologii Eksperymentalnej

2 Wykroczenia i przestępstwa Drzewa jako: obiekty 1. nielegalny wyrąb i handel drewnem głównie z krajów SE Azji (150 bilionów strat rocznie) ustalanie pochodzenia drewna oraz identyfikacja gatunkowa (Degen & Fladung 2008) świadkowie możliwość powiązania podejrzanego z miejscem zdarzenia identyfikacja osobnicza 2. kradzieże i niszczenie drzew identyfikacja osobnicza Degen & Fladung Use of DNA-markers for tracing illegal logging. Proceedings of the international workshop Fingerprinting methods for the identification of timber origins

3 DRZEWA jako obiekty kradzieży i niszczenia świadkowie wykroczeń i przestępstw? możliwość powiązania podejrzanego z miejscem zdarzenia IDENTYFIKACJA OSOBNICZA DRZEW

4 Potencjalni odbiorcy analiz DNA drzew leśnych policja, prokuratura,sądy jednostki Lasów Państwowych, w tym Straż Leśna prywatni właściciele lasów firmy likwidujące szkody budowlane (np. niszczenie przez korzenie drzew murów, przewodów kanalizacji, nagrobków na cmentarzach). firmy ubezpieczeniowe oraz kancelarie prawne (sprawy likwidacji szkód komunikacyjnych)

5 Historia wykorzystania DNA drzew w kryminalistce Rok 1993, Arizona (USA) Yoon, C. (1993). Botanical witness for the prosecution. Science, 260(5110), 894.

6

7 Żywotnik olbrzymi (Thuja plicata) źródło:

8 źródło: White et al Microsatellite markers for individual tree genotyping: application in forest crime prosecutions. Microsatellite markers for individual tree genotyping: application in forest crime prosecutions.

9 Drzewa jako świadkowie przestępstw

10 Drzewa jako świadkowie przestępstw W badaniach można wykorzystać DNA sprzed wielu lat!!! źródło: Craft et al. Forensci Scie Int Application of plant DNA markers in forensic botany: genetic comparison of Quercus evidence leaves to crime scene trees using microsatellites

11 Ekspertyzy Katedry Genetyki UKW SZÓSTA ROCZNICA WYKONANIA PIERWSZEJ ANALIZY SĄDOWEJ na UKW

12 Ekspertyzy Katedry Genetyki UKW Picea pungens (świerk kłujący, odmiana srebrna)

13 Ekspertyzy Katedry Genetyki UKW Picea pungens (świerk kłujący, odmiana srebrna)

14 Ekspertyzy Katedry Genetyki UKW Picea pungens (świerk kłujący, odmiana srebrna) prawdopodobieństwo, że badana próba igieł pochodzi z drzew poszkodowanego wynosi 98% (dziś powiedzielibyśmy że zaledwie 98%)

15 Katedra Genetyki UKW JEST PIONIEREM W POLSCE!!! między innymi JAKO PIERWSI: opinia "Czy igły świerka kłujk ującego zabezpieczone w bagażniku samochodu podejrzanego pochodzą z drzew poszkodowanego" wykonana na zlecenie Policji. Sprawa została a wniesiona do sądu. s opublikowane. du. Rok Wyniki badań opublikowane opinia "Czy DNA drewna zabezpieczonego na posesjach oskarżonego onego odpowiada DNA drewna pochodzącego cego z oddziału u 49m i 49i" wykonana na zlecenie Sądu S Rejonowego w Zielonej Górze, G VII Wydział Grodzki (sprawa VII K 246/06). Sprawca kradzieży y został skazany prawomocnym wyrokiem. Rok skazany prawomocnym wyrokiem. Rok dopuszczenie przez Sąd S d Rejonowy w Lubartowie, II Wydział Karny, dowodu w postaci ekspertyzy ZG UKW w sprawie o kradzież drewna dębu, d spowodowało przyznanie się podejrzanego do winy i dobrowolne poddanie się karze. Rok karze. Rok 2007.

16 DLACZEGO POLSKA???

17 Lesistość Polski powierzchnia lasów w Polsce wynosi 9,3 mln ha (stan na dzień ) co odpowiada lesistości 30,5%. mniej niż średnia europejska (34%) ale... źródło: GUS oraz Raport o stanie lasów w Polsce (DGLP 2010)

18 Całkowita powierzchnia leśna Polska należy do krajów o największej powierzchni lasów w Europie źródło: Global Forest Resources Assessment FAO Main Raport

19 Struktura własności lasów w Polsce 81,5% to lasy publiczne źródło: GUS oraz Raport o stanie lasów w Polsce (DGLP 2010)

20 Udział lasów publicznych w ogólnej powierzchni lasów były ZSRR kraje nordyckie źródło: Global Forest Resources Assessment FAO Main Raport

21 DLACZEGO POLSKA??? Lesistość, powierzchnia leśna i struktura własności sprzyjają podjęciu badań

22 Grant rozwojowy NCBiR: Wykorzystanie sekwencji mikrosatelitarnych w jądrowym DNA drzew leśnych do udowodnienia pochodzenia materiału dowodowego w postępowaniu sądowym Wykonawcy Katedra Genetyki UKW Leśny Bank Genów Kostrzyca Instytut Genetyki Sądowej Kierownik projektu: dr Artur Dzialuk (UKW) Okres realizacji: r. Kwota dofinansowania PLN

23 Jakie gatunki badamy? W genetyce sądowej: człowiek rozumny (Homo sapiens) pies, kot, koń, bydło, świnia, owca 7 gatunków drzew leśnych: sosna zwyczajna Pinus sylvestris świerk pospolity Picea abies jodła pospolita Abies alba modrzew europejski Larix decidua dąb szypułkowy Quercus petraea dąb bezszypułkowy Quercus robur buk zwyczajny Fagus sylvatica

24 Zadania w ramach projektu Rozpoznanie zmienności genetycznej badanych gatunków drzew leśnych zbiór igieł i liści z całej Polski: zaangażowanie wszystkich nadleśnictw Lasów Państwowych (431), genotypowanie ok drzew każdego z badanych gatunków. Opracowanie metod statystycznych dla celów identyfikacji kradzionego drewna.

25 Zadania w ramach projektu rozpowszechnienie informacji o możliwości identyfikacji osobniczej drzew leśnych, przeprowadzenie badań pilotażowych, przeprowadzenie szkoleń

26 Kradzież drewna NNaarzdysponujemy? Czym rzęęddz iaiani ppoos z n e sttęęplub poszlaki zeznania poowwan iewwyświadków ssttaar y a c i r n z u c aająjąc i metoda porównaniaud odciętych doowwo zkrążków e c d o w zakwestionowanego drewna d ioo pniaka lesie wwyym wew m!!! badania mechanoskopijne!

27 Ślady kradzieży y drewna

28 mikrosatelity

29 Mikrosatelity u drzew 8 loci mikrosatelitarnych, po 10 alleli każdy, daje teoretycznie ponad 83 tryliony różnych genotypów

30 Izolacja DNA igły i liście drzew (nawet ich uschnięte fragmenty przechowywane przez kilka lat) drewno i jego fragmenty (nawet wielkości zapałki): gałęzie, wióry, trociny jedynie kora nie jest preferowanym źródłem DNA

31 multiplex PCR loci mikrosatelitarnych sosna zwyczajna 11 loci w 2 reakcjach, świerk pospolity - 12 loci w 2 reakcjach, jodły pospolitej - 14 loci w 2 reakcjach, modrzew europejski - 15 loci w 3 reakcjach, dąb szypułkowy i bezszypułkowy - 11 loci w 2 reakcjach buk zwyczajny - 15 loci w 2 reakcjach. w termocyklerze PTC-200 (MJ Research)

32 Analiza produktów PCR sekwenator ABI Prism 3130xl (Applied Biosystems) marker wielkości LIZ 600 (Applied Biosystems). oprogramowanie GENESCAN ver. 3.7 oraz GENOTYPER ver. 3.7 (Applied Biosystems).

33 Wnioskowanie wykluczenie tożsamości materiału dowodowego i materiału porównawczego (pewność 100%) stwierdzenie tożsamości genetycznej wymaga analizy statystycznej z wykorzystaniem bazy częstości alleli i korekty uwzględniającej występowanie struktury genetycznej oraz wsobności u badanych gatunków drzew w celu uzyskania niepodważalnego dowodu