BIOCAF Bilan Barcoding gène COI 2024

Petit bilan de fin d’année pour le projet de barcoding des specimens souterrain.

Nous avons uniquement testé le barcoding sur un gène mitochondriale COI (Cytochrome Oxidase I), et cela pour plusieurs échantillons collectés dans les souterrains francilien. Ce gène code pour une protéine impliquée dans la chaîne de transport des électrons dans la mitochondrie, une étape clé de la respiration cellulaire. Il est assez conservé entre différentes espèces pour exister chez « tout le monde » avec une base commune qui permet de designer des oligos pour l’amplifier, et assez variable pour avoir quelques modifications sur des changements de nucléotides ponctuels pour pouvoir identifier les espèces.

La mise au point de protocole consiste à tester plusieurs couples d’oligos pour la PCR par espèce supposées, sachant qu’il peut y avoir un mismatch du à une mutation sur la séquence cible. La biblio nous oriente vers des choix d’oligos privilégiés.

Extrait de l’article : Elbrecht V, Braukmann TWA, Ivanova NV, Prosser SWJ, Hajibabaei M, Wright M, Zakharov EV, Hebert PDN, Steinke D. Validation of COI metabarcoding primers for terrestrial arthropods. PeerJ. 2019 Oct 7;7:e7745. doi: 10.7717/peerj.7745. PMID: 31608170; PMCID: PMC6786254.

J’ai ensuite constitué mon set d’oligos à partir des données de séquences déjà connues par rapport aux identifications présumées, en vérifiant les sites les plus polymorphes chez celles ci pour que ca impacte le moins possible l’appariement spécifique oligos/ADN matrice.

Séquences à partir des bases de données, des espèces cibles pour les oligos envisagés.
position de différents oligo renseignés dans la biblio pour le gène COI

Mon bilan des différents oligos potentiellement utilisables pour les groupes taxonomiques ciblés.

petit rappel pour comprendre les bases qui peuvent être ambiguës. C’est à dire que l’oligo commandé aura plusieurs versions poolé dans le même tube afin d’être sur d’avoir des oligos qui s’apparient à notre matrice.

La mise au point de protocole se fait également sur le cycle des PCR, l’ajustement de la température de melting principalement.
J’ai retenu ce cycle le plus souvent efficace :

good
95°C 2min
x4095°C 30sec
 55°C 30sec
 72°C 45sec
75°C 1min

Sur les sessions d’envoi de 2020 voici les identifications obtenues :

taxons attendusBlast 1er matchMax scorequery coverE value% identa priori blast PCR OKcycle ok
   
Eupodes sp.Eupodes sp.53880%0,00E+0085,00%arachnid2021LCO1490+HCO219855^30_40c
Limonia nubeculosaLimonia nubeculosa93392%092,25% 2020LCO1490+HCO219855^30_40c
Collemboles d elevage des géantsCoecobrya tenebricosa120687%0.099.85%collembola2021LCO1490+HCO219850°C 40cy
NesticidaeKryptonesticus eremita117394%0.099.53%arachnid LCO1490+HCO219850°C 40cy
NesticusKryptonesticus eremita118494%0.099.84%arachnid LCO1490+HCO219850°C 40cy
NesticusAtypus jianfengensis42099%6,00E-11977.91%arachnid LCO1490+HCO219850°C 40cy
Scotolemon sp.Stygnus polyacanthus32082%2,00E-8777.29%opiliones LCO1490 + lepR150°C 40cy
Scotolemon sp.Stygnus polyacanthus32281%7,00E-8877.26%opiliones LCO1490 + lepR150°C 40cy
Scotolemon sp.Stygnus polyacanthus30981%5E-8476.82%opiliones LCO1490 + LEPR150°C 40cy
Scotolemon doriae (Pavesi, 1878)Haplodrassus umbratilis34492%1,00E-9276,60%arachnid LepR1 + LepF145°C 40cy
Scotolemon doriae (Pavesi, 1878)Stygnus polyacanthus23587%6,00E-6276.46%arachnid LCO1490 + LEPR145°C 40cy
Nelima sp.Mitopus glacialis36383%4,00E-10077,46%opiliones2021LCO1490+HCO219855^30_40c
leptoneta olivaceaLeptoneta paroculus54065%7,00E-15688,11%leptoneta LCO1490 + LEPR150°C 40cy
leptoneta olivaceaLeptoneta paroculus54262%2,00E-15688.11% leptoneta LCO1490 + LEPR150°C 40cy
leptoneta olivaceaMecysmauchenius sp.57391%4,00E-15984,26%arachnid2021LepF1-R145°C 40cy
leptoneta abeilliei ?Leptoneta infuscata75697%0.087.11%leptoneta LCO1490 + lepR150°C 40cy
leptoneta abeilliei ?Leptoneta infuscata76197%0.087.07%arachnid LCO1490 + lepR150°C 40cy
leptoneta abeillieirien leptoneta LCO1490 + lepR150°C 40cy
leptoneta abeillieiDiplocentrus diablo15879%2E-3672.28% arachnid LCO1490 + lepR150°C 40cy

Comme les banques de données sont alimentées depuis 2020, j’ai tenté de re blaster ces séquences. Les leptoneta sont bien toute des l. olivacea pour le moment parmi celles testées.

n° BCtaxons attendusBlast 1er matchMax score% ident
reblast 2020 en 2024   
BC030leptoneta olivacealeptoneta olivaceaBolt id98.57%
BC034leptoneta olivacealeptoneta olivaceaBolt id98.26%
BC025leptoneta olivacealeptoneta olivaceaBolt id99,22%
BC041leptoneta abeilliei ?leptoneta olivaceaBolt id98.57%
BC042leptoneta abeilliei ?leptoneta olivaceaBolt id87.07%

Pour les échantillons de 2024 :

n° BCtaxons attendusBlast 1er matchMax scorequery coverE value% identa priori blast PCR OKcycle ok
BC058Leptoneta femelleLeptoneta olivaceaBolt id  98.89% 2024LCO1490 + lepR150°C 40cy
BC034leptoneta olivaceaLeptoneta olivaceaBolt id98.57%2024 
BC033Heteromurus nitidus ?Heteromurus nitidusBolt id100%2024LepF1-R150 60sec
BC063collemboles de pixel 2Heteromurus nitidus71798087,66collembola2024LCO1490 + lepR1
BC031leptoneta olivacea femelleLeprolochus birabeni662980%85%arachnid2024LepF1-R150 60sec
BC057Leptoneta olivacea maleLeprolochus birabeni688960%85,08%arachnid2024LCO1490 + lepR145°C 40cy
BC055Leptoneta maleLeptoneta infuscata769950%87,15%arachnid2024LCO1490 + lepR150°C 40cy
BC072Leptoneta spLeptoneta infuscata76197087,07%arachnid2024LepF1-R150 60sec
kk1guano pûiseletPhilodina sp.243982,00E-5992.17%2024HCO3298 LCO149050 60sec

Conclusion : Il n’est pas facile de faire confiance en les identifications par barcoding sans coupler cela à une identification morphologique. Concernant les espèces comme l. abeilliei ou Scotolemon doreae, il n’y a pas encore de séquence dans la base de données, c’est donc impossible d’avoir l’identification attendue. Pour certains échantillons juvéniles ou abimés du genre Kryptonesticus, cela fonctionne pas mal. Les identifications Limonia nubeculosa, Heteromurus nitidus et Coecobrya tenebricosa sont confirmé par un diagnostic sur phénotype.
Une curiosité à vérifier est la présence de Philodina sp. dans le guano de chauve-souris, et l’acarien du genre Eupode sp. Etant donné qu’il y a peu de spécialistes de ces groupes, c’est une information intéressante et nouvelle pour notre inventaire, mais à confirmer.

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