Biblioteca de referência de DNA barcodes de bivalves (Mollusca: Bivalvia) e gastrópodes (Mollusca: Gastropoda) da costa Portuguesa

Abstract

Os moluscos são um dos grupos mais diversos da vida marinha, e apresentam um papel importante nos sistemas ecológicos e na economia. No presente estudo, o nosso objetivo é contribuir para a implementação de uma biblioteca de referência de DNA barcodes para gastrópodes e bivalves estuarinos e marinhos da costa Portuguesa. Esta biblioteca de referência pode melhorar significativamente o processo de descoberta de espécies e na monitorização da biodiversidade através da implementação da abordagem do DNA barcoding. Os métodos taxonómicos tradicionais têm sido aplicados à identificação de espécies baseando-se unicamente em características morfológicas, o que se torna muitas vezes difícil e demorado. Neste contexto, a aplicação do DNA barcodes (isto é, sequências do gene da sub-unidade I do citocromo c oxidase - COI-5P) mostrou ser útil na determinação de espécies em vários taxa. Este trabalho iniciou a biblioteca de referência para espécies de gastrópodes e bivalves, compreendendo um total de 260 sequências de DNA barcodes, incluindo 156 sequências COI-5P geradas noutros projetos do nosso grupo de pesquisa. A este conjunto de dados foram adicionadas 104 sequências de COI-5P de bases de dados públicas (GenBank e BOLD) de espécies taxonómicamente próximas. Os valores médios das divergências intraespecíficas, congenéricas e confamiliares obtidas do nosso conjunto de dados foram 1,24% (0 a 29,8%), 8,91% (0,2 a 37,7%) e 14% (0 a 32,3%), respetivamente. Foram produzidos pela primeira vez DNA barcodes para cinco espécies (Calliostoma virescens, Cingula trifasciata, Gibbula delgadensis, Jujubinus pseudogravinae e Mitra cornea) e uma sub-espécie (Tricolia pullus azorica) de gastrópodes e para uma espécie de bivalve (Gari fervensis). Nos fenogramas construídos pelo método Neighbor-Joining 86% das espécies, com pelo menos dois espécimes, agruparam congruentemente em clados monofiléticos e com elevado grau de suporte. As 47 morfoespécies presentes neste estudo foram atribuídas a 53 BINs, que após revisão compreenderam, 44 BINs concordantes, 5 BINs discordantes e 4 singletons. O sistema de classificação foi aplicado à nossa biblioteca de referência, 64% das espécies apresentaram-se congruentes e concordantes externamente. Este trabalho confirmou a eficácia do DNA barcodes na identificação de espécies de bilvalves e gastrópodes da costa Portuguesa. Não obstante, foram detetadas algumas ambiguidades taxonómicas, assim como divergências genéticas consideráveis em alguns taxa, o que indica a necessidade de futuras revisões taxonómicas nestes grupos.

The molluscs are one of the most diverse groups of the marine life, playing important roles in ecological systems and the economy. In the present study, we aimed to contribute to the implementation of a reference library of DNA barcodes for estuarine and marine gastropods and bivalves of the Postuguese coast. This reference library can significantly improve processes of species discovery and biodiversity monitoring through the implementation of the DNA barcoding approach. Traditional taxonomic methods have been applied to species identification relying solely on morphological characters, which are often time-consuming and difficult. In this context, the application of DNA barcodes (i.e. sequences of the cytochrome c oxidase I gene -COI-5P) has shown to be greatly useful to help delimiting species in several taxa. This work started a reference library for gastropod and bivalve species, comprising a total of 260 DNA barcode sequences, including 156 COI-5P sequences generated in other projects of our research group. To this dataset, 104 COI-5P sequences of taxonomically close species were added from public databases (GenBank and BOLD). The mean values of intraspecific, congeneric and confamiliar divergences obtained from our dataset were 1.24% (0 to 29.8%), 8.91% (0.2 to 37.7%) and 14% (0 to 32.5%), respectively. DNA barcodes were produced for the first time for five species (Calliostoma virescens, Cingula trifasciata, Gibbula delgadensis, Jujubinus pseudogravinae and Mitra cornea) and one sub-species (Tricolia pullus azorica) of gastropods and for one bivalve species (Gari fervensis). In the phenograms built with the Neighbor-Joining method, 86% of the species with at least two specimens grouped congruently in monophyletic clades with a high degree of support. The 47 morpho-species in this study were attributed to 53 BINs which after revisions comprised 44 concordant BINs, 5 discordant BINs and 4 singletons. The application of a ranking system to the barcodes yield over 64% with top taxonomic congruence. This study indicate the efficacy of DNA barcodes in the identification of the majority of bivalves and gastropods species in the Portuguese coast. Nonetheless, some taxonomic ambiguities were detected, as well as considerable genetic divergence in a few taxa, indicating that further taxonomic revision are still needed in those groups.