A Genomic Tool to Tackle Cryptic Diversity Demonstrates the Potential for Off-Target Use of GT-Seq Panels.

چکیده اصلی

A comprehensive understanding of life history is vital to successful species conservation and management. When different life history stages are accompanied by considerable morphological or cryptic variation, such as the egg and larval phases exhibited by most fishes, genomic tools are essential for identifying species so that early-life ecology questions can be studied. Genotyping-in-thousands by sequencing (GT-seq) has recently emerged as a targeted and efficient approach for species identification. We leveraged existing genomic and transcriptomic data to develop a GT-seq panel capable of differentiating the members of the Coregonus artedi complex, a radiation of salmonids in the Laurentian Great Lakes whose members are indistinguishable with mitochondrial DNA barcoding loci and are the focus of bi-national conservation initiatives. Our panel of 494 loci was able to assign fishes in the C. artedi complex to species and lake. We examined cross-amplification in other coregonines with overlapping distributions and found that congeneric Lake Whitefish (C. clupeaformis) cross-amplified at 94% of loci and confamilial Round and Pygmy Whitefish (Prosopium spp.) cross-amplified at 42% and 38% of loci, respectively. We adapted bioinformatic probes to account for Prosopium-specific variants including 22 new SNPs and developed a whitelist of 428 SNPs capable of distinguishing these whitefishes. Finally, we demonstrated performance by identifying 3066 coregonine larvae and juveniles collected in spring 2019-2021 from Lake Superior. These results hold promise for future insights into the species-specific ecology of early life coregonines and demonstrate the flexibility of GT-seq panels, which may cross-amplify hundreds of informative genome-wide loci in related taxa.

ترجمه فارسی چکیده

درک جامع تاریخ زندگی برای حفاظت و مدیریت موفق گونه‌ها ضروری است. وقتی مراحل مختلف تاریخ زندگی همراه با تغییرات مورفولوژیک یا پنهان قابل توجهی هستند، مانند فاز تخم و لاروی که اکثر ماهیان آن را نشان می‌دهند، ابزارهای ژنومیک برای شناسایی گونه‌ها برای مطالعه سوالات زیست‌شناسی در مراحل اولیه زندگی ضروری هستند. ژنوتیپ‌گذاری در هزاران (GT-seq) به عنوان یک رویکرد هدفمند و کارآمد برای شناسایی گونه‌ها اخیراً ظهور کرده است. ما از داده‌های ژنومیک و ترنسکریپتومیک موجود برای توسعه یک پنل GT-seq استفاده کردیم که قادر به تفکیک اعضای پیچیده Coregonus artedi، یک تابش سالمونید در دریاچه‌های بزرگ لورن، که اعضای آن با لکوسی‌های بارکدینگ دی‌ان‌ای میتوکندری قابل تشخیص نیستند و هدف برنامه‌های حفاظتی دو ملی هستند. پنل ۴۹۴ لکوسی ما قادر به تخصیص ماهیان در پیچیده C. artedi به گونه و دریاچه بود. ما بررسی تقویت متقابل در سایر کورگونین‌ها با توزیع‌های همپوشانی انجام دادیم و متوجه شدیم که کورگونین هم‌گونه Lake Whitefish (C. clupeaformis) در ۹۴٪ لکوسی‌ها تقویت متقابل داشت و Prosopium spp. هم‌خانواده در ۴۲٪ و ۳۸٪ لکوسی‌ها به ترتیب تقویت متقابل داشتند. ما پروب‌های بیوانفورماتیک را برای پذیرش متغیرهای مخصوص Prosopium از جمله ۲۲ اس‌ان‌پی جدید و یک لیست سفید ۴۲۸ اس‌ان‌پی قادر به تفکیک این ماهیان سفید را تطبیق دادیم. در نهایت، عملکرد را با شناسایی ۳۰۶۶ لارو و جوان کورگونین جمع‌آوری شده در بهار ۲۰۱۹-۲۰۲۱ از دریاچه سوپریور نشان دادیم. این نتایج امیدوارکننده برای درک‌های آینده در زیست‌شناسی گونه‌های خاص کورگونین‌های مراحل اولیه زندگی هستند و انعطاف‌پذیری پنل‌های GT-seq را نشان می‌دهند که ممکن است در taxa مرتبط ده‌ها لکوسی کلان‌ژنومیک اطلاع‌رسانی را تقویت متقابل کنند.

متن کامل اصلی