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Códigos de barras de ADN, una herramienta vital para delimitar e identificar especies biológicas con similares caracteres morfológicos Thursday, 20 de August de 2020 | Gabinete de Prensa

 

►  Un artículo publicado en PLoS ONE, con la participación de una investigadora del CSIC en el Real Jardín Botánico, revela su importancia en la identificación de especies muy similares por su morfología


►  El estudio ha tomado como ejemplo el género de hongos Ramaria y otros géneros fúngicos relacionados por las dificultades  taxonómicas que presentan estas especies

 

 

El código de barras de ADN (DNA barcode) es una herramienta fundamental para delimitar de una manera rápida y eficaz especies biológicas facilitando la identificación de las mismas, cuando los caracteres morfológicos no son suficientes.

 

Su reciente uso -se presentó por vez primera a la comunidad científica en 2003 cuando el profesor Hebert de la Universidad de Guelph, en Canadá, publicó un artículo sobre "Identificaciones biológicas a través de un código de barras de ADN"-, ha  permitido un incremento en la descripción de nuevas especies en grupos poco conocidos, como los hongos; y poder realizar análisis en muestras ambientales (en suelo o agua, por ejemplo) en estudios de conservación.

 

Si se combina con pruebas estadísticas, el código de barras de ADN permite detectar identificaciones erróneas, basadas en características morfológicas.

 

Un estudio, realizado por un grupo de investigadores españoles y estadounidenses en el que participa la Profesora de Investigación del CSIC en el Real Jardín Botánico María P. Martín y publicado en la revista PLoS ONE, ha analizado la secuencia del código de barras de hongos o ITS (regiones del espaciador interno transcrito del ADN ribosómico nuclear), en Ramaria y hongos afines, mediante métodos no paramétricos; es decir, mediante métodos en los que el número de muestras de cada especie, por ejemplo, no tiene que ser  el mismo.

 

 

Diversidad morfológica de especies estudiadas

 

Diversidad morfológica de algunas especies estudiadas y algunos caracteres microscópicos (ejemplo, septos en las hifas, cistidios, cristales en las rizomorfoas y  esporas) / © Pablo P. Daniëls

 

 

"Entre las preguntas a las que queríamos dar  una respuesta", señala la investigadora María P. Martín, "estaban, por ejemplo, si el código de barras de ADN coincide con las identificaciones de especies anotadas significativamente mejor si los taxónomos expertos produjeron las anotaciones o si la asignación de especies mejora si las secuencias son restringidas a longitudes superiores a 500 bp. Para poder contestar a estas preguntas, se requiere un valor numérico, una figura de mérito, que nos va a dar la medida de eficacia para precisar la identificación de especies, proporcionada en nuestro caso por la probabilidad de identificación correcta (PCI)".

 

 

Remuestreo del conjunto de datos con las cuatro variantes

 

  Remuestreo del conjunto de datos con las cuatro variantes de probabilidad de identificación correcta (PCI). El eje X muestra la cantidad de muestras en el conjunto de datos después del remuestreo y el eje Y el valor de PCI. Se observa que la PCI fraccional es la mejor variante, ya que su valor se mantiene a medida que aumenta el número de muestras. / © John Spougue

 

 

Variantes de PCI

 

Muchos artículos sobre códigos de barras de ADN utilizan variantes de PCI para medir la precisión de la identificación de especies, pero no proporcionan nombres a las variantes, y la ausencia de nombres explícitos dificulta el reconocimiento, ya que las diferentes variantes no son comparables de un estudio a otro.

 

En este estudio "ofrecemos cuatro variantes de PCI: Barcode Gap, Unanimous, Average Unanimous y Fractional. Algunas variantes de PCI, que se utilizan en muchos trabajos publicados, son particularmente vulnerables a errores en la anotación de especies, insensibles a las mejoras en identificación automática mediante códigos de barras, y no pueden predecir con precisión la identificación cuando una base de datos crece, haciéndolos inadecuados", apunta la investigadora del RJB-CSIC, y añade que "generalmente, el PCI fraccional tiene las mejores propiedades como figura de mérito para la identificación de especies".

 

 

Análisis  de la región barcode (ITS nrDNA) de Ramaria y géneros afines.

 

Análisis  de la región barcode (ITS nrDNA) de Ramaria y géneros afines. En azul, los clados que representan a una especie determinada, un único nombre; en verde, cuando el clado incluye una especie y táxones infraespecíficos; en rojo, clados que incluyen dos o más nombres de especies; en naranja, nombres de especies que aparecen en más de un clado.  A la izquierda, el filograma con los nombres de las secuencias directamente de las bases de datos; a la derecha, tras la revisión de experto. / © María P. Martín & Pablo P. Daniëls

 

 

Este estudio ha incluido el género de hongos Ramaria, los llamados pies de rata, y géneros afines como Lentaria, para explicar gráfica y explícitamente la importancia del código de barras de ADN en la delimitación e identificación de especies fúngicas. Antes de iniciar análisis moleculares en un grupo, es necesario tener un conocimiento taxonómico sólido.

 

La investigadora María P. Martín ha puesto en valor la importancia del código de barras de ADN señalando que, "el análisis molecular ayuda a los taxónomos a mejorar la identificación de muestras dudosas y el circuito de retroalimentación taxonómica vincula ambas disciplinas de manera sinérgica".

 

 

Comparación de los caracteres morfológicos de Ramaria abietina y R. apiculata.

 

Comparación de los caracteres morfológicos de Ramaria abietina y R. apiculata. Secuencias de R. abietina aparecen en el clado de R. apiculata, aunque morfológicamente son claramente distinta. Este es un ejemplo de que en las bases de datos de ADN se incluyen secuencias con nombres erróneos, ya que muchas veces no se revisan de forma adecuada los caracteres de los especímenes de los que se han obtenido las secuencias. / © Pablo P. Daniëls

 

 

Comparación de los caracteres morfológicos de Ramaria flava y R. praecox.

 

Comparación de los caracteres morfológicos de Ramaria flava y R. praecox. En análisis preliminares una secuencia nuestra identificada como R. praecox aparecía en el clado de R. flava y no en el de R. praecox. Se repitió la extracción de ADN y la secuenciación de la región ITS nrDNA comprobándose que la secuencia preliminar era una contaminación. / © Pablo P. Daniëls

 

 

 

Figures of Merit and Statistics for Detecting Faulty Species Identification with DNA Barcodes: A Case Study in Ramaria and Related Fungal Genera. María P. Martín, Pablo P. Daniëls, David Erickson y John L. Spouge. PLoS ONE, 15 (8) 2020

 

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0237507

 

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