Ha pasado una década desde la primera aplicación de la técnica de metabarcoding de ADN para la detección e identificación de zooplancton marino en muestras ambientales procedentes de pescas con redes de plancton. En la actualidad, el fragmento (“amplicón”) más utilizado es el denominado miniCOI, que amplifica una región del gen mitocondrial que codifica para la enzima Citocromo Oxidasa 1 (COI). Esta región del ADN mitocondrial se postula como posible alternativa a la taxonomía morfológica por microscopía, debido a su alta resolución taxonómica (a nivel de especie) y a la existencia de bases de referencia exhaustivas. Sin embargo, era necesaria una evaluación crítica del rendimiento de los distintos cebadores (“primers”) disponibles, identificando sus pros y sus contras.
Con este objetivo, tres miembros del Grupo de Expertos en Taxonomía Integrada Morfológica y Molecular del Consejo Internacional para la Exploración del Mar (ICES WGIMT) hemos realizado una metasíntesis bibliográfica aunando los trabajos en los que se han identificado comunidades de plancton marino simultáneamente mediante metabarcoding con miniCOI y mediante microscopía y/u otros marcadores genéticos “universales” (con capacidad en principio para detectar la mayoría de los grupos faunísticos) (Figura 1).
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Figura 1. Esquema
del proceso de búsqueda bibliográfica y metasíntesis de resultados. Obtuvimos
un listado final de 30 trabajos analizando el rendimiento del miniCOI versus
microscopía u otros marcadores universales.
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De este modo hemos podido comparar los resultados obtenidos con las distintas técnicas y hemos observado distintos niveles de desempeño del miniCOI (desde muy bueno a nulo, éste último correspondiendo al fallo en la detección, es decir falso negativo) en función del grupo taxonómico. Dentro de los taxones más relevantes, por su abundancia y papel en el ecosistema marino, encontramos que el miniCOI tiene un éxito variable (desde una buena correspondencia a nula) en la detección del copépodo ciclopoideo Oithona similis, una de las especies animales más abundante del planeta, dependiendo del número de correspondencias entre el ADN del organismo y los cebadores del marcador genético utilizado (Figura 2).
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| Figura 2. Mapa de distribución de estudios mostrando correspondencias y éxito variable del metabarcoding con miniCOI en Oithona similis. |
Por el contrario, en el caso de los tunicados del tipo apendicularias, grupo también muy numeroso y eslabón clave en la cadena trófica marina, la detección es nula. Esto es debido a la combinación de faltas de correspondencia (“mismatches”) con los cebadores como en el caso anterior pero, además, agravado por la presencia de regiones de poli-T (Figura 3), en las que se encadenan numerosos nucleótidos de Timina, impidiendo la secuenciación de estas regiones del ADN mitocondrial mediante metabarcoding.
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| Figura 3. Cromatograma mostrando una región poli-T en una cadena no codificante de ADN mitocondrial de una apendicularia. |
Estos dos taxones no son los únicos en los que se han hallado problemas a la hora de detectarlos con el metabarcoding del miniCOI (Tabla 1). Para conocer los motivos de esta variabilidad sería necesario hacer una evaluación detallada para cada taxón alineando las secuencias disponibles en bases de datos públicas y comparándolas con los distintos cebadores del miniCOI.
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Tabla 1. Listado de taxones en los que se han detectado fallos (desde falsos negativos a sesgos pronunciados) en la identificación mediante miniCOI.
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Como resultado final, aunque reiteramos la utilidad del uso de miniCOI para la identificación y monitorización de comunidades de zooplancton marino, proponemos una aproximación integrativa, utilizando miniCOI en combinación con otras técnicas alternativas, morfológicas o moleculares, que palien las limitaciones detectadas en este trabajo.
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