Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66179
MOLUSCOS BRASILEIROS DO GÊNERO BIOMPHALARIA PRESTON, 1910 (GASTROPODA: PLANORBIDAE): ANÁLISE FILOGENÉTICA E UTILIZAÇÃO DE DNA BARCODES EM EXEMPLARES DA COLEÇÃO DE MALACOLOGIA MÉDICA DA FIOCRUZ MINAS E IMPLANTAÇÃO DE QR CODES PARA CONSULTA DO ACERVO
moluscos
Biomphalaria
QR codes
Coleção de Malacologia Médica
identificação molecular
mollusks
Biomphalaria
QR codes
Medical Malacology Collection
molecular identification
moluscos
Biomphalaria/classificação
Malacologia
Testes genéticos I
Araújo, Amanda Domingues de | Date Issued:
2021
Author
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Abstract in Portuguese
Existem 11 espécies e uma subespécie de moluscos do gênero Biomphalaria no Brasil, sendo três delas hospedeiras intermediárias do trematódeo Schistosoma mansoni: Biomphalaria glabrata, B. tenagophila e B. straminea. Uma das evidências que corrobora a hipótese da origem neotropical do gênero é a ampla diversidade genética documentada entre as espécies encontradas nas Américas do Sul e Central. Entretanto, devido a sua evolução recente, algumas espécies podem ser muito semelhantes, o que dificulta a identificação por meio de caracteres morfológicos. Nesse trabalho foram utilizadas sequências obtidas do banco de dados GenBank e amostras provenientes da Coleção de Malacologia Médica do Instituto René Rachou (FIOCRUZ-CMM). Para a confirmação da espécie de alguns exemplares, foi utilizada a metodologia de PCR-RFLP, metodologia padronizada para a diferenciação entre todas as espécies brasileiras. Na tentativa de melhorar a resolução das relações entre as espécies mais próximas e fornecer ferramentas adicionais para identificação dos táxons que ocorrem no Brasil, utilizou-se a metodologia de DNA Barcode, com amplificação e sequenciamento de região parcial do gene citocromo oxidase I (COI). Além disso, para delimitar as espécies, utilizou-se algoritimos de agrupamento em Unidades Taxonômicas Operacionais (OTUs): ABGD, ASAP, GMYC, bPTP e criação de rede de haplótipos TCS. Foram analisadas 223 sequências, sendo 83 delas provenientes do GenBank e 140 da FIOCRUZ-CMM. As sequências foram alinhadas e submetidas a análises de Máxima Verossimilhança e Inferência Bayesiana. Para mensurar a diversidade dentro do gênero Biomphalaria foram calculadas a diversidade de haplótipos, nucleotídeos, mutações e diferenças fixadas entre populações. As análises mostraram que grande parte dos equívocos nas identificações dos espécimes tombados é dentro dos complexos Biomphalaria straminea e Biomphalaria tenagophila. Das 223 sequências, 102 (45,7%) tiveram o barcode gap calculado com sucesso, com sete táxons (58,3%) sendo corretamente diferenciados com o uso desta metodologia. Na reconstrução da filogenia, apenas os clados com B. straminea/B. kuhniana e B. cousini/B. amazonica não foram bem definidos. Estas espécies também agruparam em haplótipos compartilhados, demonstrando a proximidade entre elas. Na delimitação de OTUs, apenas ABGD e ASAP se aproximaram da delimitação correta das espécies, os demais algoritmos dividiram as espécies em múltiplos agrupamentos, devido à grande diversidade entre elas. Adicionalmente, foi implementado um sistema de QR codes na FIOCRUZ-CMM com o objetivo de facilitar e agilizar o acesso às informações de cada espécime tombado, incluindo as sequências da região barcode geradas para os espécimes estudados.
Abstract
There are 11 species and one subspecies of mollusks of the genus Biomphalaria in Brazil. Among those, three are intermediate hosts of the trematode Schistosoma mansoni: Biomphalaria glabrata, B. tenagophila, and B. straminea. One of the signs that corroborates the hypothesis of the Neotropical origin of the genus is the wide genetic diversity documented among the species found in South and Central America. However, due to their recent evolution, some species can be very similar, which makes identification through morphological characters very difficult. In this work, we used sequences obtained from the GenBank database and samples from the Medical Malacology Collection of the René Rachou Institute (FIOCRUZ-CMM). The PCR-RFLP methodology was used to confirm the species of some samples, this technique is a standardized methodology for the differentiation between all Brazilian species. In addition, we used the DNA Barcode methodology, with amplification and sequencing of a partial region of the cytochrome oxidase I (COI) gene, in an attempt to improve the resolution of the relationships between the closest species and provide additional tools for the identification of taxa that occur in Brazil. Furthermore, to define the species, our research team used grouping algorithms to determine Operational Taxonomic Units (OTUs): ABGD, ASAP, GMYC, bPTP and TCS haplotype network. In this study, 223 sequences were analyzed, 83 of them from GenBank and 140 from FIOCRUZ-CMM. The sequences were aligned and submitted to Maximum Likelihood and Bayesian Inference analyses. In order to measure the diversity within the genus Biomphalaria, we calculated the diversity of haplotypes, nucleotides, mutations, and fixed differences between populations. The results showed that most of the misidentifications of the specimens are within the Biomphalaria straminea and Biomphalaria tenagophila complexes. Out of the 223 sequences, 102 (45.7%) had the barcode gap calculated successfully, with seven taxa (58.3%) being correctly categorized using this methodology. In the phylogeny reconstruction, only clades with B. straminea/B. kuhniana and B. cousini/B. amazonica were not well-defined. These species were also grouped with shared haplotypes, demonstrating the proximity between them. In the delimitation of OTUs, only ABGD and ASAP approached the correct distinction of the species, whereas other algorithms divided the species into multiple groups, due to their great diversity. Additionally, this study helped implementing a QR code system at FIOCRUZ-CMM in order to facilitate and speed up the access to information on each listed specimen, including the barcode region sequences generated for the studied specimens.
Keywords in Portuguese
DNA Barcodemoluscos
Biomphalaria
QR codes
Coleção de Malacologia Médica
identificação molecular
Keywords
DNA Barcodemollusks
Biomphalaria
QR codes
Medical Malacology Collection
molecular identification
DeCS
Código de Barra de DNA para Taxonomiamoluscos
Biomphalaria/classificação
Malacologia
Testes genéticos I
Share