エジプトの淡水魚の生物多様性を特徴づけるためのDNAバーコード化

DNA barcoding to characterize biodiversity of freshwater fishes of Egypt.

• Fawzia S Ali
• Mohamed Ismail
• Walid Aly

抄録

本研究では、ナイル川とナセル湖という2つの主要な魚類資源から、エジプトの淡水魚種を初めて分子レベルで解析した。本研究では、ミトコンドリア型チトクロム酸化酵素サブユニットI（COI）遺伝子の655bp長フラグメントを用いて、9目15科32属に属する37種から合計160種のDNAバーコードを作成した。調査した種は、形態学的な同定に加えて、隣接結合木（NJ）、バーコードインデックス番号、自動バーコードギャップディスカバリー（ABGD）などの異なる分子ベースの同定手法を用いて同定した。木村2パラメータモデル（K2P）に基づく遺伝的発散の平均値は、目、科、属、種内でそれぞれ0.175、0.067、0.02、0.008であった。K2P距離に基づく遺伝的発散の最小値と最大値はそれぞれ0.0と0.154であった。ヌクレオチドの多様性(π)は科によって異なり、Malapteruridae, Auchenoglanididae, Schilbeidae, Anguillidae, Centropomidae, Tetraodontidaeでは0.0%、Cyprinidaeでは17%であった。本研究では、新たに調査した種の正確な同定を制限する公的データベースでの種の網羅性の欠如に注意を促し、正確な種の同定のためには複数の方法を推奨している。また、本研究で得られた知見は、ナイル川とナセル湖において COI バーコードを用いた効果的な魚種同定を可能にしたことを裏付けるものである。さらに、本研究の結果は、エジプトのナイル川沿いの淡水魚のための包括的なDNAバーコードライブラリを確立することになる。エジプトの淡水魚のDNAバーコードは、今後のエジプトの漁業のモニタリング、保全、管理に大きく貢献することが期待されます。

The current study represents the first molecular characterization of freshwater fish species in Egypt from two major fish resources; the River Nile and Lake Nasser. A total of 160 DNA barcodes using a 655-bp-long fragment of the mitochondrial cytochrome oxidase subunit I (COI) gene were generated from 37 species belonging to 32 genera that represent 15 families from nine orders. The studied species were identified using different molecular-based identification approaches, in addition to the morphological identification, including neighbor-joining (NJ) trees, Barcode Index Number, and Automatic Barcode Gap Discovery (ABGD). The average genetic divergence based on the Kimura two-parameter model (K2P) within orders, families, genera, and species were 0.175, 0.067, 0.02, and 0.008, respectively. The minimum and maximum K2P distance-based genetic divergences were 0.0 and 0.154, respectively. Nucleotide diversity (π) varied among families and ranged between 0.0% for families Malapteruridae, Auchenoglanididae, Schilbeidae, Anguillidae, Centropomidae and Tetraodontidae and 17% for family Cyprinidae. The current study cautions against the lack of species coverage at public databases which limits the accurate identification of newly surveyed species and recommends that multiple methods are encouraged for accurate species identification. The findings of the current study also support that COI barcode enabled effective fish species identification in River Nile and Lake Nasser. Moreover, the results of the current study will establish a comprehensive DNA barcode library for freshwater fishes along the River Nile in Egypt. Egyptian freshwater fish DNA barcodes will contribute substantially to future efforts in monitoring, conservation, and management of fisheries in Egypt.