One fungus, which genes? Development and assessment of universal primers for potential secondary fungal DNA barcodes
Citation
Stielow, J.B., Lévesque, C.A., Seifert, K.A., Meyer, W., Irinyi, L., Smits, D., Renfurm, R., Verkley, G.J.M., Groenewald, M., Chaduli, D., Welti, S., Lesage-Meessen, L., Favel, A., Al-Hatmi, A.M.S., Damm, U., Yilmaz, N., Houbraken, J.A.M.P., Lombard, L., Quaedvlieg, W., Binder, M., Vaas, L.A.I., Vu, K.D., Yurkov, A., Begerow, D., Roehl, O., Guerreiro, M., Fonseca, A., Samerpitak, k., Van Diepeningen, A.D., Dolatabadi, S., Moreno, L.F., Casaregola, S., Jacques, N., Roscini, L., Egidi, E., Bizet, C., Garcia-Hermoso, D., Martin, M., Deng, S., Groenewald, J.Z., Boekhout, T., De Beer, Z.W., Barnes, D.I., Duong, T.A., Wingfield, M.J., de Hoog, G.S., Crous, P.W., Lewis, C.T., Hambleton, S., Moussa, T.A.A., Al-Zahrani, H.S., Almaghrabi, O.A., Louis-Seize, G.W., Assabgui, R., McCormick, W.A., Omer, G., Dukik, K., Cardinali, G., Eberhardt, U., Mallet, S., de Vries, M., et Robert, V.A. (2015). « One fungus, which genes? Development and assessment of universal primers for potential secondary fungal DNA barcodes. », Persoonia, 35, p. 242-263. doi : 10.3767/003158515X689135
Résumé
Cette étude visait à évaluer le potentiel d’utilisation de certaines régions géniques et des paires d’amorces universelles correspondantes comme codes-barres ADN secondaires dans le règne végétal des champignons, en complément aux codes-barres primaires d’ITS d’ADNr. Nous avons vérifié l’efficacité d’amplification de 14 paires d’amorces partiellement universelles ciblant huit marqueurs génétiques parmi > 1 500 espèces (1 931 souches ou spécimens) et évalué les résultats de près de vingt mille (19 577) PCR. Nous avons vérifié plusieurs paires d’amorces bien connues qui amplifient : i) des sections du gène de la grosse sous-unité de l’ARN ribosomique nucléaire (domaines D1–D2 de 26/28S); ii) la région complète de l’espaceur interne transcrit (ITS1/2); iii) une partie du gène de la β-tubuline II (TUB2); iv) le gène de la γ-actine (ACT); v) le gène du facteur 1-α d’élongation de la traduction (TEF1α); et vi) le gène codant la deuxième plus grosse sous-unité de l’ARN polymérase II (RPB2 partiel, section 5–6). Les efficacités de PCR ont été comparées à celles des nouvelles amorces correspondant aux éléments suivants : i) le facteur 3 d’élongation de la traduction spécifique des champignons (TEF3); ii) une petite protéine ribosomique nécessaire à l’amarrage de l’ARNt; iii) la protéine L10 de la sous-unité ribosomique 60S (L1) RP; iv) l’ADN topoisomérase I (TOPI); v) la phosphoglycérate kinase (PGK); vi) la protéine hypothétique LNS2; et vii) d’autres parties du gène TEF1α. les résultats montrent que plusieurs parties de gènes sont accessibles aux amorces universelles (ou aux amorces universelles des embranchements) et donnent un seul produit de PCR. L’examen des espaces entre les codes-barres intraspécifiques et interspécifiques et l’analyse multidimensionnelle montrent que certains des marqueurs candidats analysés ont des propriétés universelles qui permettent des variations infraspécifiques et interspécifiques adéquates et qui les rendent intéressants comme codes-barres d’identification des espèces. Parmi les candidats analysés, une nouvelle paire d’amorces haute-fidélité pour TEF1α, déjà couramment utilisé comme marqueur phylogénétique en mycologie, qui pourrait servir de code-barres supplémentaire ave une meilleure résolution pour l’ITS. Tant les gènes TOPI que PGK sont prometteurs pour les Ascomycota, tandis que les gènes TOPI et LNS2 sont intéressants pour les Pucciniomycotina, pour lesquels les amorces universelles ciblant les sous-unités ribosomiques fonctionnent souvent mal.