Biblioteca de referência de DNA barcodes de anfípodes (Crustacea: Amphipoda) da costa Portuguesa

Abstract

Os anfípodes são um grupo diverso de crustáceos que ocorrem em variados tipos de habitats aquáticos, sendo a maioria das espécies marinhas. Este estudo tem como objetivo contribuir para a implementação de uma biblioteca de referência de DNA barcodes de anfípodes da costa Portuguesa. A identificação de espécies de anfípodes com base na morfologia é uma tarefa frequentemente morosa, muito dependente de especialistas, e nem sempre bem-sucedida. Esta biblioteca de referência pretende constituir uma ferramenta taxonómica complementar, que permita aumentar a capacidade de monitorizar a biodiversidade e auxiliar a deteção de potenciais novas espécies de anfípodes que ocorram na costa continental Portuguesa. Os DNA barcodes consistem em sequências curtas de uma região padronizada do genoma que, no caso dos animais, compreende um fragmento com cerca de 658 pares de bases situado na extremidade 5 do gene mitocondrial que codifica a subunidade I do citocromo c oxidase (COI- 5P). Este estudo consistiu na compilação, análise e anotação de DNA barcodes de espécies de anfípodes da costa Portuguesa, compreendendo 325 sequências, 178 das quais geradas no âmbito de projetos liderados pela Universidade do Minho (UM) e 147 sequências publicadas obtidas em base de dados públicas. As distâncias intraespecíficas, congenéricas e confamiliares médias obtidas para o conjunto de dados da UM foram respetivamente de 0,40%, 17,94% e 17,97%. Com a totalidade das sequências, a divergência intraespecífica média foi de 0,47%, a distância congenérica média 16,80% e a distância confamiliar média 20,07%. No fenograma Neighbor-Joining construído com o modelo de substituição Kimura-2-parâmetros, 80% dos espécimes agrupou em clados monofiléticos com alto grau de suporte. O conjunto global das sequências analisadas, correspondendo a 85 morfoespécies, foi distribuído por 86 Barcode Index Numbers (BINs) que, depois de revistos, originaram 62 BINs concordantes, 5 BINs discordantes e 19 singletons. O sistema de classificação e anotação dos DNA barcodes indicou que 57,58% das espécies em estudo possuem congruência alta entre as identificações morfológicas e moleculares. Este estudo confirmou a capacidade do DNA barcodes para identificar espécies de anfípodes, mas foram observados valores de divergência intraespecífica comparativamente elevados em 6 espécies (Corophium multisetosum, Dexamine spiniventris, Gammarella fucicola, Jassa pusilla, Phtisica marina e Talitrus saltator). Os resultados sugerem a existência de unidades taxonómicas distintas nestas morfoespécies e a necessidade de revisão taxonómica.

Amphipods are a diverse group of crustaceans that can be found in numerous types of aquatic habitats, although most species are marine. The goal of this study is to contribute to the implementation of a reference library of DNA barcodes for amphipods of the Portuguese coast. Morphology-based identification of amphipod species is a lengthy task, highly dependent on experts and not always successful. This DNA barcode reference library intend to constitute a complementary taxonomic tool which will allow increasing the capacity for biodiversity monitoring and support detection of potential new species of amphipods that occur in the Portuguese coast. The DNA barcodes consist in short sequences from a standardized region of the genome, which, in the case of animals is composed of a 658 base pair fragment of the 5’ end of the mitochondrial gene coding for cytochrome c oxidase subunit I barcode region (COI-5P). The study consisted on the compilation, analyses and annotation of DNA barcodes of amphipods from the Portuguese coast, comprising 325 sequences, of which 178 sequences were produced in the scope of projects led by the University of Minho, and 147 published sequences obtained from public databases. The average values of intraspecific, congeneric and confamiliar divergences obtained from our dataset were respectively 0.40%, 17.94% and 17.97%. Considering all data, the average value of intraspecific divergence was 0.47%, average congeneric divergence was 16.80% and the average value of confamiliar distance was 20.07%. In the Neighbor-Joining phenograms based on the Kimura-2- parameter distances, 80% of clades were monophyletic and had a high degree of support. Sequences of the global data set, corresponding to 85 morphospecies, were distributed among 86 Barcode Index Numbers (BINs). Upon revision of these BINs, 62 were considered concordant, 5 discordant and 19 were singletons. The DNA barcodes classification and annotation system indicated that 57.58% of the species studied have high taxonomic congruence between morphological and molecular data. Although in general terms this study confirmed the DNA barcode ability to identify species of amphipods, comparatively high intra-specific divergences were observed in 6 species (Corophium multisetosum, Dexamine spiniventris, Gammarella fucicola, Jassa pusilla, Phtisica marina and Talitrus saltator). These results suggest the presence of distinct taxonomic units within these morphospecies and indicate the need for taxonomic revision of these groups.