MIST.菌種同定のための多病閥同定システム

MIST: A multiloci identification system for .

• Kai Dou
• Zhixiang Lu
• Qiong Wu
• Mi Ni
• Chuanjin Yu
• Meng Wang
• Yaqian Li
• Xinhua Wang
• Huilan Xie
• Jie Chen
• Chulong Zhang

抄録

微生物分類学の急速な発展に伴い、工業的・農業的に一般的な真菌類の種の正確な同定は困難を極めている。本研究では、3つのDNAバーコードのセットに基づいて、349種の菌種を自動検出するためのオンライン多病閥同定システム（MIST）を導入した。MISTは、公開データベースから収集された3つの一般的に使用されている系統マーカーの有効な配列の参照データベースに基づいている。核内転写スペーサー1と2の完全配列（ITS）、翻訳伸長因子1-α（翻訳伸長因子1-α）をコードする遺伝子の配列断片53個、RNAポリメラーゼサブユニット2（RNAポリメラーゼサブユニット2）をコードする遺伝子の配列断片54個から構成されている。MISTにより、異なるDNAバーコードからの情報を組み合わせて、決定木分類器のように実行される統合パラメトリック配列類似度検索（blastn）に基づいて、種の同定を達成することができる。検証プロセスでは、MISTは、マーカーからなるDNAバーコードに基づいて、４４種の正しい同定を提供した。このように、MIST は自動化された種の同定だけでなく、系統解析によって手動での同定に必要な配列を取得するためにも利用できる。この属は、工業、農業、バイオレメディエーションなど幅広い用途で利用されており、人類にとって重要な存在である。そのため、迅速かつ正確な種の同定は、通常、ベースとなる研究の最初のステップであるため、最も重要である。しかし、特に真菌の分類学的知識を持たない研究者にとっては、それが限界となることが多い。また、-based研究の増加に伴い、公開データベースに保存されている未同定配列の数も増加しており、種の同定が曖昧になってきています。本研究では、自動種同定のための使いやすいツール（MIST）、種のリスト、および参照DNAバーコードの対応する配列を提供する。したがって、本研究は、生物多様性の研究を促進し、属の応用を促進するものである。

Due to the rapid expansion in microbial taxonomy, precise identification of common industrially and agriculturally relevant fungi such as species is challenging. In this study, we introduce the on-line multiloci identification system (MIST) for automated detection of three hundred and forty-nine species based on a set of three DNA barcodes. MIST is based on the reference databases of validated sequences of three commonly used phylogenetic markers collected from public databases. The databases consist of four hundred and sixteen complete sequences of the nuclear rRNA internal transcribed spacers 1 and 2 (ITS), five hundred and eighty-three sequence fragments of the gene encoding translation elongation factor 1-alpha () and five hundred and thirty-four sequence fragments of the gene encoding RNA polymerase subunit 2 (). Through MIST, information from different DNA barcodes can be combined and the identification of species can be achieved based on the integrated parametric sequence similarity search (blastn) performed in the manner of a decision tree classifier. In the verification process, MIST provided correct identification for forty-four spp. based on DNA barcodes consisting from and markers. Thus, MIST can be used to obtain an automated species identification as well as to retrieve sequences required for the manual identification by means of phylogenetic analysis. The genus is important to human kind, with a wide range of applications in industry, agriculture and bioremediation. Thus, quick and accurate identification of species is paramount since it is usually the first step in -based research. However, it frequently becomes a limitation, especially for researchers who lack taxonomic knowledge of fungi. Moreover, as the number of -based studies has increased, a growing number of unidentified sequences have been stored in public databases, which has made the species identification more ambiguous. In this study, we provide an easy to use tool for automated species identification (MIST), a list of species, and corresponding sequences of reference DNA barcodes. Therefore, this study will facilitate the research on the biodiversity and applications of the genus .

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