Insights into the genome of the ‘Loco’ Concholepas concholepas (Gastropoda: Muricidae) from low-coverage short-read sequencing: genome size, ploidy, transposable elements, nuclear RNA gene operon, mitochondrial genome, and phylogenetic placement in the family Muricidae.
Concholepas concholepas
Baeza, J. A, González, M. T, Greve, C, Pirro, S., Sigwart, J. D
https://link.springer.com/article/10.1186/s12864-023-09953-7
Antecedentes El “chanque” peruano o el “loco” chileno Concholepas concholepas es un gasterópodo murícido de importancia económica, ecológica y cultural, fuertemente explotado por la pesca artesanal en el Océano Pacífico templado sureste. En este estudio, nos hemos beneficiado de un conjunto de herramientas bioinformáticas para recuperar información biológica importante de C. concholepas a partir de conjuntos de datos NGS de lectura corta y baja cobertura. Específicamente, calculamos el tamaño del genoma nuclear, la ploidía y estimamos el contenido de elementos transponibles utilizando un enfoque in silico k-mer, descubrimos, anotamos y cuantificamos esos elementos transponibles, ensamblamos y anotamos el operón de ARN 45S y el genoma mitocondrial. , y confirmamos la posición filogenética de C. concholepas dentro de la subfamilia de murícidos Rapaninae en función de los genes codificadores de proteínas traducidos.
Resultados Utilizando un enfoque k-mer, el tamaño del genoma haploide estimado para el genoma diploide previsto de C. concholepas varió entre 1,83 Gbp (con kmer = 24) y 2,32 Gbp (con kmer = 36). Entre la mitad y dos tercios del genoma nuclear de C. concholepas estaba compuesto por elementos transponibles. Los elementos transponibles más comunes se clasificaron como elementos nucleares intercalados largos y elementos nucleares intercalados cortos, que eran más abundantes que los transposones de ADN, las repeticiones simples y las repeticiones terminales largas. Los elementos repetidos menos abundantes incluyeron elementos móviles Helitron, ADN rRNA 45S y ADN satélite, entre algunos otros. El operón de ADN rRNA 45S de C. concholepas que codifica los genes ssrRNA, 5.8S rRNA y lsrRNA se ensambló en un solo contig 8.090 pb de largo. El genoma mitocondrial ensamblado de C. concholepas tiene 15.449 pb de largo y codifica 13 genes codificadores de proteínas, dos genes ribosómicos y 22 ARN de transferencia.
Conclusión La información obtenida por este estudio servirá para ensamblar un genoma nuclear de alta calidad para C. concholepas y apoyará la bioprospección y el biomonitoreo utilizando ADN ambiental para avanzar en el desarrollo de planes de conservación y gestión de este caracol marino sobreexplotado.
Background The Peruvian ‘chanque’ or Chilean ‘loco’ Concholepas concholepas is an economically, ecologically, and culturally important muricid gastropod heavily exploited by artisanal fisheries in the temperate southeastern Pacific Ocean. In this study, we have profited from a set of bioinformatics tools to recover important biological information of C. concholepas from low-coverage short-read NGS datasets. Specifically, we calculated the size of the nuclear genome, ploidy, and estimated transposable elements content using an in silico k-mer approach, we discovered, annotated, and quantified those transposable elements, we assembled and annotated the 45S rDNA RNA operon and mitochondrial genome, and we confirmed the phylogenetic position of C. concholepas within the muricid subfamily Rapaninae based on translated protein coding genes.
Results Using a k-mer approach, the haploid genome size estimated for the predicted diploid genome of C. concholepas varied between 1.83 Gbp (with kmer = 24) and 2.32 Gbp (with kmer = 36). Between half and two thirds of the nuclear genome of C. concholepas was composed of transposable elements. The most common transposable elements were classified as Long Interspersed Nuclear Elements and Short Interspersed Nuclear Elements, which were more abundant than DNA transposons, simple repeats, and Long Terminal Repeats. Less abundant repeat elements included Helitron mobile elements, 45S rRNA DNA, and Satellite DNA, among a few others.The 45S rRNA DNA operon of C. concholepas that encodes for the ssrRNA, 5.8S rRNA, and lsrRNA genes was assembled into a single contig 8,090 bp long. The assembled mitochondrial genome of C. concholepas is 15,449 bp long and encodes 13 protein coding genes, two ribosomal genes, and 22 transfer RNAs.
Conclusion The information gained by this study will inform the assembly of a high quality nuclear genome for C. concholepas and will support bioprospecting and biomonitoring using environmental DNA to advance development of conservation and management plans in this overexploited marine snail.
