Исправление таксономической ошибки в базе данных GenBank поднимает новый вопрос относительно межродовых отношений у саланксовых рыб (Osmeriformes: Salangidae)

Генетическая база данных GenBank является крупнейшим генетическим хранилищем, предоставляющим жизненно важные ресурсы для последующего применения в биологии и медицине. Высказанная обеспокоенность надежностью GenBank обусловливает необходимость мониторинга возможных таксономических ошибок в записях этой базы данных. Здесь мы сообщаем о случае ошибочной идентификации митохондриального генома (или митогенома) у саланксовой рыбы, принадлежащей к роду Neosalanx (Osmeriformes, Salangidae). База данных GenBank содержит четыре полные последовательности митогенома N. taihuensis с номерами доступа JX524196, KP170510, MH348204 и MW291630. Средняя p-дистанция между этими последовательностями довольно велика (7.01 ± 0.14 %), но становится в 29 раз меньше (0.24 ± 0.05 %) после исключения митогенома MW291630. Анализ всех доступных нуклеотидных последовательностей салангид показал, что наблюдаемое несоответствие в уровне дивергенции между митогеномами N. taihuensis обусловлено ошибочной идентификацией видов. Оказалось, что митогеном MW291630 не принадлежит N. taihuensis, а в действительности представляет митогеном N. jordani, ошибочно идентифицированный как N. taihuensis. Установленная таксономическая идентичность митогенома MW291630, а также расширенная выборка видов с исследованными маркерными последовательностями выявили некоторые новые аспекты межродовых отношений у саланксовых рыб. В частности, полученные данные не подтверждают синонимизацию рода Neosalanx с Protosalanx, как это было предложено в последней ревизии классификации салангид. Как показывает настоящий анализ, Protosalanx не является кладой, включающей все виды Neosalanx. Напротив, эта клада состоит по крайней мере из двух эволюционно разных линий, уровень генетической дивергенции между которыми соответствует межродовым значениям дивергенции у салангид. Необходим дальнейший анализ с использованием полных ядерных геномов для выяснения эволюции саланксовых рыб.

1. Altschul S., Gish W., Miller W., Myers E., Lipman D. Basic local alignment search tool. J Mol Biol. 1990;215:403-410. doi 10.1016/ S0022-2836(05)80360-2

2. Balakirev E.S. Recombinant mitochondrial genomes reveal recent interspecific hybridization between invasive salangid fishes. Life. 2022;5:661. doi 10.3390/life12050661

3. Balakirev E.S., Saveliev P.A., Ayala F.J. Complete mitochondrial genomes of the Cherskii’s sculpin Cottus czerskii and Siberian taimen Hucho taimen reveal GenBank entry errors: incorrect species identification and recombinant mitochondrial genome. Evol Bioinform Online. 2017;13:1176934317726783. doi 10.1177/1176934317726783

4. Balakirev E.S., Kravchenko A.Y., Semenchenko A.A. Genetic evidence for a mixed composition of the genus Myoxocephalus (Cottoidei: Cottidae) necessitates generic realignment. Genes. 2020;11:1071. doi 10.3390/genes11091071

5. Balakirev E.S., Sharina S.N., Balanov A.A. Misidentified mitogenomes of two Lycodes species (Perciformes: Zoarcidae) in GenBank. Russ J Genet. 2024;60(10):1375-1382. doi 10.1134/S1022795424700911

6. Betancur-R R., Wiley E.O., Arratia G., Acero A., Bailly N., Miya M., Lecointre G., Ortí G. Phylogenetic classification of bony fishes. BMC Evol Biol. 2017;17:162. doi 10.1186/s12862-017-0958-3

7. Botero-Castro F., Delsuc F., Douzery E.J.P. Thrice better than once: quality control guidelines to validate new mitogenomes. Mitochondrial DNA A DNA Mapp Seq Anal. 2016;27(1):449-454. doi 10.3109/19401736.2014.900666

8. Cheng J., Ma G.-Q., Song N., Gao T.-X. Complete mitochondrial genome sequence of bighead croaker Collichthys niveatus (Perciformes, Sciaenidae): a mitogenomic perspective on the phylogenetic relationships of Pseudosciaeniae. Gene. 2012;491(2):210-223. doi 10.1016/j.gene.2011.09.020

9. Collins R.A., Boykin L.M., Cruickshank R.H., Armstrong K.F. Barcoding’s next top model: an evaluation of nucleotide substitution models for specimen identification. Methods Ecol Evol. 2012;3: 457-465. doi 10.1111/j.2041-210x.2011.00176.x

10. Cunha R.L., Nicastro K.R., Zardi G.I., Madeira C., McQuaid C.D., Cox C.J., Castilho R. Comparative mitogenomic analyses and gene rearrangements reject the alleged polyphyly of a bivalve genus. PeerJ. 2022;10:e13953. doi 10.7717/peerj.13953

11. Edgar R.C. MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput. Nucleic Acids Res. 2004;32:1792-1797. doi 10.1093/nar/gkh340

12. Fu C., Luo J., Wu J., López J.A., Zhong Y., Lei G., Chen J. Phylogenetic relationships of salangid fishes (Osmeridae, Salanginae) with comments on phylogenetic placement of the salangids based on mitochondrial DNA sequences. Mol Phylogenet Evol. 2005;35:76-84. doi 10.1016/j.ympev.2004.11.024

13. Fu C., Guo L., Xia R., Li J., Lei G. A multilocus phylogeny of Asian noodlefishes Salangidae (Teleostei: Osmeriformes) with a revised classification of the family. Mol Phylogenet Evol. 2012;62(3):848- 855. doi 10.1016/j.ympev.2011.11.031

14. Giribet G., Wheeler W.C. On gaps. Mol Phylogenet Evol. 1999;13(1): 132-143. doi 10.1006/mpev.1999.0643

15. Guo L., Li J., Wang Z., Fu C. Phylogenetic relationships of noodlefishes (Osmeriformes: Salangidae) based on four mitochondrial genes. Acta Hydrobiol. 2011;35:449-459. doi 10.3724/SP.J.1035.2011.00449

16. Hoang D.T., Chernomor O., von Haeseler A., Minh B.Q., Vinh L.S. UFBoot2: improving the ultrafast bootstrap approximation. Mol Biol Evol. 2018;35:518-522. doi 10.1093/molbev/msx281

17. Hofstetter V., Buyck B., Eyssartier G., Schnee S., Gindro K. The unbearable lightness of sequenced-based identification. Fungal Divers. 2019;96:243-284. doi 10.1007/s13225-019-00428-3

18. Houbraken J., Visagie C.M., Frisvad J.C. Recommendations to prevent taxonomic misidentification of genome-sequenced fungal strains. Microbiol Resour Ann. 2021;10:e01074-20. doi 10.1128/MRA.01074-20

19. Kartavtsev Y.P. Sequence divergence at mitochondrial genes in animals: applicability of DNA data in genetics of speciation and molecular phylogenetics. Mar Genomics. 2011;4(2):71-81. doi 10.1016/j.margen.2011.02.002

20. Kartavtsev Y.P., Rozhkovan K.V., Masalkova N.A. Phylogeny based on two mtDNA genes (Co-1, Cyt-B) among sculpins (Scorpaeniformes, Cottidae) and some other scorpionfish in the Russian Far East. Mitochondrial DNA A DNA Mapp Seq Anal. 2016;27(3):2225-2240. doi 10.3109/19401736.2014.984164

21. Kim D.E., Kim P., Lee H., Kim N.H., Kim D., Lee M.J., Ban Y.G., Jang B., Park J. Comprehensive analysis of the complete mitochondrial genome of Melanoplus differentialis (Acrididae: Melanoplinae) captured in Korea. Entomol Res. 2023;53:66-81. doi 10.1111/1748-5967.12633

22. Li X., Shen X., Chen X., Xiang D., Murphy R.W., Shen Y. Detection of potential problematic Cytb gene sequences of fishes in GenBank. Front Genet. 2018;9:30. doi 10.3389/fgene.2018.00030

23. Mohamed W.M.A., Moustafa M.A.M., Kelava S., Barker D., Matsuno K., Nonaka N., Shao R., Mans B.J., Barker S.C., Nakao R. Reconstruction of mitochondrial genomes from raw sequencing data provides insights on the phylogeny of Ixodes ticks and cautions for species misidentification. Ticks Tick Borne Dis. 2022;13(1):101832. doi 10.1016/j.ttbdis.2021.101832

24. Mulder K.P., Lourenço A., Carneiro M., Velo-Antón G. The complete mitochondrial genome of Salamandra salamandra (Amphibia: Urodela: Salamandridae). Mitochondrial DNA Part B. 2016;1:880- 882. doi 10.1080/23802359.2016.1253042

25. Nguyen L.T., Schmidt H.A., von Haeseler A., Minh B.Q. IQ-TREE: a fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum likelihood phylogenies. Mol Biol Evol. 2015;32:268-274. doi 10.1093/molbev/msu300

26. Nielsen M.K., Wang J., Davis R., Bellaw J.L., Lyons E.T., Lear T.L., Goday C. Parascaris univalens – a victim of large-scale misidentification? Parasitol Res. 2014;113:4485-4490. doi 10.1007/s00436-014-4135-y

27. Nilsson R.H., Ryberg M., Kristiansson E., Abarenkov K., Larsson K.H., Koljalg U. Taxonomic reliability of DNA sequences in public sequence databases: a fungal perspective. PLoS One. 2006;1(1):e59. doi 10.1371/journal.pone.0000059

28. Oleinik A.G., Skurikhina L.A., Kukhlevsky A.D. Clarification of taxonomic assignment of smelt complete mitochondrial genome: GenBank accession number KP281293.1 (NC_026566.1). Mitochondrial DNA Part B. 2019;4:1696-1697. doi 10.1080/23802359.2019.1607578

29. Ožana S., Dolný A., Pánek T. Nuclear copies of mitochondrial DNA as a potential problem for phylogenetic and population genetic studies of Odonata. Syst Entomol. 2022;47:591-602. doi 10.1111/syen.12550

30. Roberts T.R. Skeletal anatomy and classification of the neotenic Asian Salmoniform superfamily Salangoidea (icefishes or noodlefishes). Proc Califor Acad Sci. 1984;43:179-220

31. Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J.C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S.E., Sánchez-Gracia A. DnaSP 6: DNA Sequence Polymorphism analysis of large datasets. Mol Biol Evol. 2017;34:3299-3302. doi 10.1093/molbev/msx248

32. Salvi D., Berrilli E., Garzia M., Mariottini P. Yet another mitochondrial genome of the Pacific cupped oyster: the published mitogenome of Alectryonella plicatula (Ostreinae) is based on a misidentified Magallana gigas (Crassostreinae). Front Mar Sci. 2021;8:741455. doi 10.3389/fmars.2021.741455

33. Sangster G., Luksenburg J.A. The published complete mitochondrial genome of the milk shark (Rhizoprionodon acutus) is a misidentified Pacific spadenose shark (Scoliodon macrorhynchos) (Chondrichthyes: Carcharhiniformes). Mitochondrial DNA Part B. 2021a;6: 828-830. doi 10.1080/23802359.2021.1884019

34. Sangster G., Luksenburg J.A. Sharp increase of problematic mitogenomes of birds: causes, consequences, and remedies. Genome Biol Evol. 2021b;13:evab210. doi 10.1093/gbe/evab210

35. Sayers E.W., Cavanaugh M., Clark K., Pruitt K.D., Sherry S.T., Yankie L., Karsch-Mizrachi I. GenBank 2023 update. Nucleic Acids Res. 2023;51:D141-D144. doi 10.1093/nar/gkac1012

36. Simonov E., Lisachov A., Oreshkova N., Krutovsky K.V. The mitogenome of Elaphe bimaculata (Reptilia: Colubridae) has never been published: a case with the complete mitochondrial genome of E. ¬dione. Acta Herpetol. 2018;13:185-189. doi 10.13128/Acta_Herpetol-23394

37. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 11. Mol Biol Evol. 2021;38:3022-3027. doi 10.1093/molbev/msab120

38. Teske P.R. Mitochondrial genome announcements need to consider existing short sequences from closely related species to prevent taxonomic errors. Conserv Genet Resour. 2021;13:359-365. doi 10.1007/s12686-021-01214-7

39. The National Center for Biotechnology Information. Available online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (accessed on July 29, 2024)

40. Yang Y., Sui Z., Liu K., Liu Y. The complete mitochondrial DNA sequence of Linyi small icefish (Neosalanx taihuensis). GenBank submission: 24-NOV-2020. Genbank accession number: MW291630

41. Zhang J., Li M., Xu M., Takita T., Wei F. Molecular phylogeny of icefish Salangidae based on complete mtDNA cytochrome b sequences, with comments on estuarine fish evolution. Biol J Linn Soc. 2007;91:325-340. doi 10.1111/j.1095-8312.2007.00785.x

42. Zhao L., Zhang J., Liu Z., Funk S.M., Wei F., Xu M., Li M. Complex population genetic and demographic history of the Salangid, Neosalanx taihuensis, based on cytochrome b sequences. BMC Evol Biol. 2008;8:201. doi 10.1186/1471-2148-8-201

43. Zhao L., Zhang J., Liu Z., Xu M., Li M. Population genetic structure and demographic history of Neosalanx jordani based on cytochrome b sequences. Biodiv Sci. 2010;18(3):251-261. doi 10.3724/SP.J.1003.2010.251