Genetic library using DNA barcoding for Chondrychthyes distribuited in the Porcupine bank, west coast of Ireland

Abstract

[eng] Atlantic Chondrichthyes, also known as cartilaginous fish, are a diverse group of marine species found in the Atlantic Ocean. They include species such as sharks, batoids, and chimaeras, which have skeletons made of cartilage. These fascinating creatures play an important role in marine ecosystems as top predators and exhibit a wide range of adaptations to survive in their aquatic habitats. Identification of some Chondrichthyes species by conventional taxonomy is difficult due to similarities in morphological characters. In this sense, specific molecular markers are a good tool to accurately identify species, even those with taxonomic similarities. The objective of this proposal is to develop a genetic library, using the mitochondrial fragment cytochrome c oxidase subunit I (COI; DNA barcode) of sharks, batoids and chimaeras distributed in the Porcupine Bank, west of Ireland, north-east Atlantic. To do this, samples of some chondrichthyan species were collected during the Porcupine Bottom Trawl Survey over the years 2019-2022 to create barcodes to catalogue and compare the species. DNA barcoding is the process of attaching unique sequences of nucleotides to DNA molecules for identification and tracking purposes. The total number of species morphologically identified was 31, of which we were able to sequence a total of 21. The sequenced fragments ranged in length from 307 to 654 base pairs, providing valuable genetic data for future analysis employing molecular approaches. Throughout the study, the genetic distance between sharks, rays and chimaeras was highly underlined. A notable achievement of this study was the sequencing of the COI sequence of Galeus murinus. This was the first time that the COI sequence of this species was obtained. By adding its genetic information to the existing database, the genetic diversity within this species and its relationship to other shark species was expanded. Another notable achievement of this study was the creation of a comprehensive library for COI fragments from chondrichthyans distributed throughout the Porcupine Bank region. By using specific barcode sequences, we were able to accurately distinguish and analyze individual DNA molecules, enabling various applications such as high-throughput sequencing, genetic mapping, and genotyping. It is important to continued studying and analyzing to obtain the DNA barcode of all species captured during the Porcupine surveys.

[spa] Los condrictios, también conocidos como peces cartilaginosos, son un grupo diverso de peces marinos, donde están incluidos especies de tiburones, rayas y quimeras. Estas fascinantes criaturas desempeñan un papel importante en los ecosistemas marinos como depredadores superiores y exhiben una amplia gama de adaptaciones para sobrevivir en sus hábitats acuáticos. La identificación de algunas especies de condríctios mediante la taxonomía convencional es difícil debido a las similitudes en los caracteres morfológicos. En este sentido, los marcadores moleculares específicos son una buena herramienta para identificar con precisión las especies, incluso aquellas con similitudes taxonómicas. El objetivo de esta propuesta es desarrollar una biblioteca genética, utilizando el fragmento mitocondrial citocromo c oxidasa subunidad I (COI; código de barras de ADN) de tiburones, rayas y quimeras distribuidos en el Banco de Porcupine Bank, situado al oeste de Irlanda, en el Atlántico nororiental. Para ello, se tomaron muestras de algunas especies de condríctios en la campaña de arrastre de fondo de Porcupine durante los años 2019-2022 para crear códigos de barras con los que poder catalogar y comparar las especies. La creación de códigos de barras para el ADN implica el proceso de adjuntar secuencias únicas de nucleótidos a las moléculas de ADN con fines de identificación y seguimiento. El número total de especies identificadas morfológicamente durante las campañas fue de 31, de las cuales se pudieron secuenciar un total de 21. La longitud de los fragmentos secuenciados osciló entre 307 a 654 pares de bases, lo que proporcionó valiosos datos genéticos para futuros análisis con métodos moleculares. A lo largo de este estudio se puso de relieve la distancia genética entre tiburones, rayas y quimeras. Un resultado a destacar, fue la secuenciación, por primera vez, de la secuencia COI del tiburón Galeus murinus, que permite estudiar su relación con otras especies de tiburones. Otro logro notable de este estudio fue la creación de una biblioteca de fragmentos COI de los condrictios del Banco de Porcupine. Al utilizar secuencias de códigos de barras específicas, pudimos distinguir y analizar con precisión moléculas de ADN individuales, lo que permitió diversas aplicaciones, como la secuenciación de alto rendimiento, el mapeo genético y el genotipado. Es necesario seguir realizando mas estudios y análisis para poder tener el código de barras de todas las especies del área de estudio, lo cual no se pudo lograr en el presente trabajo.