DNAバーコーディングのための門岩固有のハイブリッドプライマーの設計：echinodermataでの効率的なCOI増幅の必要性に対処する

最近の研究では、脳皮症の種の境界を支援するための遺伝的バーコードとしてのシトクロムオキシダーゼI（COI）のフォルマー領域の有用性が示されています。ただし、COIの増幅は、しばしば脳皮症（低成功または偽遺伝子）で挑戦的です。門岩固有のハイブリッドプライマーの設計を可能にする方法を提示し、これを使用してエキノデルマのCOIプライマーを開発します。310の脳皮菌種からCOIシーケンスを整列させ、2つの方法（標準縮退とハイブリッド）でコンセンサスシーケンスに沿ってすべての可能なプライマーを設計しました。標準的な変性プライマー（48倍以上の変性）よりも、ハイブリッドプライマー（4倍の変性）の傾向がはるかに低いことがわかりました。次に、COI内の500 bp以上の領域を増幅するために、最も保存されたハイブリッドプライマーを設計しました。これらのプライマーは、すべてのテストされた分類群でこの遺伝子領域（すべての輪型クラスで123種）で正常に増幅されました。これらの中で30種のシーケンスにより、シーケンスの品質（> 500 bp、偽遺伝子なし）とDNAバーコードとしての有用性の両方が確認されました。この方法は、他のミトコンドリア遺伝子や他の門のためのプライマーを開発するのに役立つはずです。この方法は、ハイスループットシーケンスを使用して、環境サンプルの主要なガーガンに関するコミュニティベースの遺伝的評価と、生物多様性評価の両方を含む将来のプロジェクトの開発にも関心があります。

Recent research has shown the usefulness of the Folmer region of the cytochrome oxidase I (COI) as a genetic barcode to assist in species delimitation of echinoderms. However, amplification of COI is often challenging in echinoderms (low success or pseudogenes). We present a method that allows the design of phylum-specific hybrid primers, and use this to develop COI primers for the Echinodermata. We aligned COI sequences from 310 echinoderm species and designed all possible primers along the consensus sequence with two methods (standard degenerate and hybrid). We found much lower degeneracy for hybrid primers (4-fold degeneracy) than for standard degenerate primers (≥48-fold degeneracy). We then designed the most conserved hybrid primers to amplify a >500-bp region within COI. These primers successfully amplified this gene region in all tested taxa (123 species across all echinoderm classes). Sequencing of 30 species among these confirmed both the quality of the sequences (>500 bp, no pseudogenes) and their utility as a DNA barcode. This method should be useful for developing primers for other mitochondrial genes and other phyla. The method will also be of interest for the development of future projects involving both community-based genetic assessments on macroorganisms and biodiversity assessment of environmental samples using high-throughput sequencing.