物种鉴定工具 | phyloBARCODER：使用自定义参考数据库对真核生物Metabarcodes进行系统发育分类的web工具

近日，《Molecular Biology and Evolution》发表了一个新的web工具——phyloBARCODER，可以使用Metabarcodes在物种水平上识别短DNA序列。其通过基于全局比对的序列进化随机模型估计基因树，即使具有相同的BLAST分数，phyloBARCODER也可以区分reads。用户可以评估预装数据库中是否存在目标物种的参考序列，可以上传自己的参考数据库。

phyloBARCODER是什么

phyloBARCODER(https://github.com/jun-inoue/phyloBARCODER)是一种新的web工具，通过将Metabarcodes序列置于系统发育背景中，phyloBARCODER可以准确识别（i）查询序列的物种或分类，以及（ii）与同一物种甚至与查询序列种群相关的匿名序列，并给出清晰准确的解释。

v1.0版本的phyloBARCODER存储包含所有真核线粒体基因序列的数据库。此外，通过上传自己的数据库，phyloBARCODER用户可以对从本地获得的序列或非线粒体基因(如ITS或rbcL)进行专门的物种鉴定。

phyloBARCODER包含三种类型的数据库：“匿名数据库”、“预安装数据库 ”和 “用户数据库” 。在“物种鉴定”模式中用户以FASTA格式上传解码的匿名序列（<250,000 个序列），分析完成后点击“状态完成”后的链接即可看到摘要输出。

Metabarcodes识别的准确性和可靠性取决于数据库的广度和质量。在“序列提取”模式下，当用户提供关键字时，phyloBARCODER会收集参考序列。为此，预装数据库包含带有名称行的参考序列，包括从MIDORI2数据库中导出的基因、物种和分类的名称。开发团队将根据用户请求，纳入新发布的各种分类群的参考数据库。

phyloBARCODER的应用案例

开发团队通过三个动物群的案例研究，展示了phyloBARCODER的实用性；同时将phyloBARCODER与鱼类领域鉴定工具MitoFish pipeline和物种鉴定中广泛使用的Bayesian classifier进行比较，phyloBARCODER在准确性、可视化、反应时间等方面均表现出优越的性能：

Case Study 1: Fish

研究结果表明，phyloBARCODER将OTU_006与OTU_023、OTU_031（B6-0m）、OTU_005（C0-300m）确定为S. japonicus/S. australasicus，统计支持率为100%。phyloBARCODER构建了描述种级别或更高级别分类分配查询的物种列表。

phyloBARCODER也成功地从ASV方法生成的序列中检测到了S. japonicus/S. australasicus，表明phyloBARCODER也可用于显示与OTU方法生成的代表性序列相同的多个 ASV 序列。

Case Study 2: Corals

phyloBARCODER可以检测珊瑚属的eDNA 序列，开发团队验证了phyloBARCODER可以检测到Pocillopora属成员的reads。

Case Study 3: Copepods

phyloBARCODER可以通过从大量提取的混合物中提取的短DNA序列检测当地种群。开发团队验证了phyloBARCODER可以在Hirai等人(2022)分析中使用的191个匿名序列中检测到这四个M. lucens群体。此外，当数据库中没有与查询物种相对应的参考序列时，phyloBARCODER可以通过生成BLAST鉴定结果来帮助物种鉴定。

本文中使用的所有数据和代码都可以在GitHub存储库中获得： https://github.com/jun-inoue/phyloBARCODER

参考文献：Jun Inoue, Chuya Shinzato, Junya Hirai, Sachihiko Itoh, Yuki Minegishi, Shin-ichi Ito, Susumu Hyodo, phyloBARCODER: A Web Tool for Phylogenetic Classification of Eukaryote Metabarcodes Using Custom Reference Databases, Molecular Biology and Evolution, Volume 41, Issue 8, August 2024, msae111, https://doi.org/10.1093/molbev/msae111