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# La biologia# Genetica

Metodi di identificazione del pesce in Peru in crescita

Nuove tecniche mirano a migliorare l'identificazione delle specie ittiche e ridurre le etichette sbagliate in Perù.

Alan Marín, A. Marin, R. Alfaro, L. Reyes-Flores, C. Ingar, L. Santos-Rojas, I. Alvarez-Jaque, K. Rodriguez-Bernales, C. Carbajal, A. Yon-Utrilla, E. Zelada-Mazmela

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Identificare le specie correttamente è importante per molti motivi. Aiuta a gestire la fauna selvatica, monitorare la biodiversità, autenticare il cibo, controllare il commercio illegale di fauna selvatica, tenere traccia dei focolai di malattie e supportare le diagnosi mediche. Quando si tratta di identificazione delle specie, il sequenziamento del DNA è un metodo affidabile. Tuttavia, può essere lento, richiedere molti sforzi e costare caro.

Alternative Più Veloci e Economiche

Un modo più veloce e conveniente per identificare le specie usa un metodo chiamato prove con primer specifici per specie (SSP) insieme alla Reazione a catena della polimerasi (PCR). Questo metodo può identificare con precisione le specie anche se il DNA è danneggiato. Grazie alla sua velocità, al costo e alla facilità di interpretazione, molti ricercatori e organizzazioni sono interessati a usare gli SSP per l'identificazione delle specie. L'efficacia degli SSP deriva da quanto bene i primer si abbinano al DNA della specie target. Gli abbinamenti sbagliati nel DNA dei primer sono fondamentali per assicurarsi che i primer non si leghino al DNA di specie simili, non target. Se si verifica un abbinamento errato in determinate posizioni, può ostacolare l'efficacia del processo PCR, riducendo i risultati o fermando completamente l'amplificazione.

Vantaggi degli SSP

Gli SSP sono progettati per amplificare segmenti di DNA brevi, che sono più facili da lavorare e più presenti nelle cellule rispetto ad altri tipi di DNA. Questo li rende utili non solo per identificare prodotti freschi, ma anche per diversi tipi di materiale genetico, inclusi campioni non invasivi come tamponi mucosi e DNA ambientale (eDNA) proveniente da varie fonti come acqua o suolo.

Usare la rilevazione di eDNA per trovare le specie è una nuova tecnica veloce e sensibile. Si basa sul trovare DNA libero che gli organismi lasciano dietro di sé. Questo metodo è stato usato con successo a livello globale per identificare molte specie acquatiche importanti, tra cui pesci, crostacei e altri animali marini.

Diversità dei Frutti di Mare in Perù

Il Perù ha una ricca varietà di vita marina, con centinaia di specie di pesci e crostacei. Alcuni dei più cercati includono cojinovas, grunts, calamari, sogliole, capesante e cernie. Tuttavia, il paese non ha una lista standardizzata di nomi commerciali per i frutti di mare. Questo porta a confusione e etichettatura errata, poiché lo stesso nome può riferirsi a specie diverse, o nomi diversi possono riferirsi alla stessa specie. Questa situazione crea opportunità sia per etichettature sbagliate non intenzionali che per frodi intenzionali, dove specie più economiche vengono vendute come più costose.

Ricerca sull'Etichettatura Errata dei Frutti di Mare

Un grande studio ha indagato l'etichettatura errata dei frutti di mare in varie regioni del Perù, esaminando campioni da porti di pesca, mercati e ristoranti. La ricerca ha trovate che oltre un quarto dei campioni era etichettato in modo errato. Altri studi hanno mostrato tassi di etichettatura errata ancora più alti. Questa etichettatura errata pone rischi per gli sforzi di conservazione, la gestione corretta della pesca e le finanze dei consumatori. Pertanto, c'è un bisogno urgente di metodi rapidi e accurati per identificare i frutti di mare per combattere l'etichettatura errata. Finora, solo poche specie marine in Perù sono state prese di mira per sviluppare SSP.

Obiettivi dello Studio

Data l'entità dell'etichettatura errata e la disponibilità limitata di marcatori specifici per specie, l'obiettivo di questo studio è sviluppare e valutare nuovi SSP mirati a dieci specie marine commercialmente importanti. I nuovi SSP saranno convalidati attraverso diversi metodi, inclusa l'analisi delle sequenze di DNA e il testing con campioni marini reali.

Metodologia

Selezione del Caso Studio

Questa ricerca fa parte di un progetto più grande volto a creare marcatori di identificazione rapidi per i frutti di mare di alto valore principalmente per il consumo umano. Le specie scelte per lo sviluppo degli SSP erano quelle di alto interesse commerciale, spesso sostituite con specie più economiche, o quelle con nomi commerciali confusi.

Raccolta Campioni ed Estrazione del DNA

Sono stati raccolti campioni di frutti di mare freschi e cotti da varie località in Perù nel corso di diversi anni. Ogni specie target è stata identificata e il DNA è stato estratto per l'analisi. Questo ha incluso campioni di diverse dimensioni e tipi, insieme a DNA archiviato da ricerche precedenti.

Raccolta di DNA Ambientale

Campioni di eDNA sono stati prelevati da vari ambienti marini per testare la presenza di specie target. Per garantire l'affidabilità dei risultati, i campioni sono stati raccolti da luoghi in cui la specie target è nota per esistere, così come da aree senza la specie.

Analisi Molecolare per l'Autenticazione delle Specie

Le sequenze di DNA dei campioni raccolti sono state confrontate per confermare la loro identificazione. Sia primer di DNA universali che specifici, mirati a specie particolari, sono stati usati nell'analisi per garantire l'accuratezza.

Analisi In-Silico per il Design degli SSP

Per il design degli SSP, sono stati selezionati geni specifici con alta variabilità. Le sequenze di DNA sono state allineate e analizzate per trovare differenze tra specie target e non-target, assicurandosi che i primer progettati amplificassero solo il DNA della specie target.

Assay In-vitro per la Validazione

Gli SSP progettati sono stati testati in condizioni di laboratorio controllate per convalidarne la specificità e l'efficacia. Questo ha incluso l'ottimizzazione delle condizioni PCR e il controllo delle reazioni incrociate indesiderate con specie non-target.

Rilevamento Diretto delle Specie Target

Ulteriori valutazioni hanno coinvolto il testare la capacità degli SSP di rilevare direttamente le specie target da campioni senza bisogno di estrarre prima il DNA. Questo metodo prevede di tamponare i tessuti della specie target e usare il materiale risultante per l'amplificazione.

Test In-situ con Campioni Ambientali

Gli SSP sono stati anche testati usando eDNA raccolto da ambienti marini. Questo test mirava a determinare se i primer potessero rilevare accuratamente la presenza di specie target in natura.

Risultati dello Studio

Identificazione delle Specie Target

Le prove SSP sviluppate hanno identificato con successo tutte le dieci specie marine target. Questo ha incluso vari crostacei e pesci, dimostrando la versatilità e l'efficacia dei primer progettati.

Specificità ed Efficienza

I risultati hanno indicato che gli SSP avevano alta specificità, il che significa che amplificavano efficacemente solo il DNA della specie target senza reagire con specie non-target. Anche i metodi usati hanno mostrato buona efficienza, importante per risultati affidabili nelle applicazioni pratiche.

Applicazione in Scenari Reali

Gli SSP recentemente sviluppati sono stati applicati con successo per autenticare prodotti ittici, inclusi piatti cotti e frutti di mare lavorati. Questa validazione evidenzia il potenziale degli SSP per un uso pratico nella certificazione dei frutti di mare e nel combattere l'etichettatura errata.

Importanza per la Gestione della Pesca

La capacità di identificare con precisione le specie di frutti di mare ha importanti implicazioni per la gestione della pesca. Con migliori strumenti di identificazione, le autorità possono monitorare la salute delle popolazioni marine, assicurandosi che gli sforzi di conservazione siano efficaci. L'identificazione accurata può anche aiutare a proteggere gli interessi dei consumatori prevenendo frodi e assicurando che specie di alto valore non siano sostituite con alternative più economiche.

Raccomandazioni per la Ricerca Futura

Date le scoperte, è cruciale sviluppare ulteriormente assaggi molecolari per più specie di frutti di mare. C'è anche bisogno di creare una lista standardizzata di nomi commerciali per ridurre la confusione nel mercato dei frutti di mare. Inoltre, implementare meccanismi di monitoraggio più forti lungo la catena di approvvigionamento potrebbe aiutare a combattere l'etichettatura errata e garantire che i consumatori ricevano i frutti di mare per cui pagano.

Conclusione

La ricerca ha dimostrato lo sviluppo e l'applicazione di SSP per l'identificazione di importanti specie di frutti di mare peruviane. I risultati evidenziano l'efficacia dei metodi molecolari nell'affrontare i problemi di etichettatura errata e il loro potenziale nel supportare una migliore gestione della pesca. Andando avanti, migliorare questi strumenti di identificazione e standardizzare le pratiche di denominazione commerciale sarà essenziale per proteggere le risorse marine e gli interessi dei consumatori.

Fonte originale

Titolo: Development and validation of versatile species-specific primer assays for eDNA monitoring and authentication of 10 commercially important Peruvian marine species

Estratto: Molecular identification assays provide crucial support in the research and regulation of aquatic resources. Among them, species-specific primers provide strong discriminatory power for fast and simultaneous differentiation between closely related species. In this study, we used interspecific variations detected in two mitochondrial genes to develop species-specific primers for eDNA monitoring and identifying 10 fish and shellfish species commercially available within the Peruvian seafood sector. To ensure versatility and high specificity, our primers were subjected to PCR, qPCR, and sequencing methods, coupled with robust validation assays that included a) an in-silico stage using self-generated and public DNA sequences, b) an in-vitro stage using target species belonging to vouchered specimens, fresh and cooked commercial samples, early life stages, and broad taxa of non-target species, and c) an in-situ stage using eDNA samples from different Peruvian marine ecosystems. Our novel species-specific primers successfully passed the validation process with high efficiency and specificity in unequivocally identifying all target species with 100% accuracy and without cross-species amplifications, thereby making them valuable tools for eDNA monitoring, seafood authentication, and to identify and combat illegal, unreported and unregulated fishing. The identification assays presented herein can be used to support effective fishery management and conservation efforts not only in the Peruvian fishery sector but also in other countries where our target species also occur or are available as imported commodities.

Autori: Alan Marín, A. Marin, R. Alfaro, L. Reyes-Flores, C. Ingar, L. Santos-Rojas, I. Alvarez-Jaque, K. Rodriguez-Bernales, C. Carbajal, A. Yon-Utrilla, E. Zelada-Mazmela

Ultimo aggiornamento: 2024-10-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619663

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619663.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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