Aplicação de DNA Barcoding para identificação de espécies pertencentes ás tribos Sisyrinchieae e Tigridieae (Iridaceae)

Abstract

As técnicas de DNA barcoding (código de barras de DNA) têm como objetivo principal a identificação taxonômica de organismos através da amplificação e análise de sequências de DNA curtas, padronizadas e previamente definidas. Apesar do sucesso relativo desta abordagem em animais usando um único locus, a aplicação deste método em plantas apresenta menor capacidade de identificar espécies usando uma única região gênica, levando a necessidade de utilização de múltiplos loci. Além disso, ainda há certo debate sobre qual região gênica seria mais apropriada para o DNA barcoding em plantas, embora as regiões plastidiais rbcL, matK e o espaçador intergênico trnH-psbA juntamente com o espaçador intergênico nuclear do RNA ribossomal (ITS) sejam as mais comumente utilizadas até então. As tribos Sisyrinchieae e Tigridieae da família Iridaceae foram testadas de acordo com diferentes métodos e marcadores indicados para o DNA barcoding em plantas. Os resultados indicaram uma alta universalidade para membros da tribo Sisyrinchieae, mas também revelaram uma capacidade de identificação de espécies considerada baixa. Apesar disto, os espaçadores ITS foram indicados como a melhor sequência para DNA barcoding em Sisyrinchieae. Em Tigridieae, problemas inerentes ao sequenciamento impediram a utilização dos ITS em nossas análises. Assim, apenas marcadores plastidiais foram utilizados na tentativa de identificar espécies, apresentando novamente resultados modestos. A região gênica que atingiu maior capacidade de identificação em Tigridieae foi o gene matK. A incapacidade de se alcançar maiores taxas de identificação provavelmente está relacionada à complexa história evolutiva apresentada pelos grupos em análise. Este trabalho forneceu o primeiro conjunto significativo de dados de DNA barcoding aplicados a dois importantes grupos de Iridaceae de considerável biodiversidade no Brasil. As tribos em análise apresentam espécies consideradas filogeneticamente próximas e são de difícil identificação devido a sua morfologia homogênea, principalmente em estado vegetativo, justificando plenamente o uso de métodos molecularespara a identificação taxonômica.

The main objective of DNA barcoding methods is the taxonomic identification of organisms by amplifying and analyzing short, standardized and previously defined DNA sequences. In spite of the relative success of this approach in animals using a single locus, the application of this method in plants has less ability to identify species using a single gene region, leading to the need of using multiple loci. Furthermore, there is still some debate concerning which gene region would be more suitable for DNA barcoding in plants, although the plastid regions rbcL, matK and the trnH-psbA intergenic spacer along with the nuclear intergenic spacer of ribossomal DNA (ITS) are the most commonly regions used thus far. The tribes Sisyrinchieae and Tigridieae of the family Iridaceae were tested according to different methods and markers used for DNA barcoding in plants. The results indicated a great universality for members of tribe Sisyrinchieae, but also showed a low ability to identify species. Nevertheless, ITS was imputed as the best sequence for DNA barcoding in Sisyrinchieae. In Tigridieae, problems inherent of ITS sequencing prevented its use in our analysis. Thus, only plastid markers were used in an attempt to identify species, showing modest results once again. The gene region that reached higher identification ability in Tigridieae was matK. The inability to achieve higher identification levels is probably related to the complex evolutionary history presented by the groups in question. This work provided the first large data set of DNA barcoding applied to two important groups of Iridaceae with significant biodiversity in Brazil. The tribes in question present species considered phylogenetically related and are difficult to identify due to their homogeneous morphology, especially in vegetative stage, fully justifying the use of molecular methods for taxonomic identification.