Autonomous Reef Monitoring Structure (ARMS) are standardized devices for sampling biodiversity in complex marine benthic habitats such as coral reefs. When coupled with DNA sequencing, these devices greatly expand our ability to document marine biodiversity. Unfortunately, the existing workflow for processing macrofaunal samples (>2-mm) in the ARMS pipeline—which involves Sanger sequencing—is expensive, laborious, and thus prohibitive for ARMS researchers. Here, we propose a faster, more cost-effective alternative by demonstrating a successful application of the MinION-based barcoding approach on the >2 mm-size fraction of ARMS samples. All data were available within 3.5–4 h, and sequencing costs relatively low at approximately US$3 per MinION barcode. We sequenced the 313-bp fragment of the cytochrome c oxidase subunit I (COI) for 725 samples on both MinION and Illumina platforms, and retrieved 507–584 overlapping barcodes. MinION barcodes were highly accurate (∼99.9%) when compared with Illumina reference barcodes. Molecular operational taxonomic units inferred between MinION and Illumina barcodes were consistently stable, and match ratios demonstrated highly congruent clustering patterns (≥0.96). Our method would make ARMS more accessible to researchers, and greatly expedite the processing of macrofaunal samples; it can also be easily applied to other small-to-moderate DNA barcoding projects (<10,000 specimens) for rapid species identification and discovery.

中文翻译：

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MinION-in-ARMS：纳米孔测序以加快对来自自主珊瑚礁监测结构的富含标本的大型动物样本进行条形码编码

自主珊瑚礁监测结构 (ARMS) 是用于在复杂的海洋底栖栖息地（如珊瑚礁）中采样生物多样性的标准化设备。当与 DNA 测序结合使用时，这些设备极大地扩展了我们记录海洋生物多样性的能力。不幸的是，在 ARMS 管道中处理大型动物样本（> 2 毫米）的现有工作流程（涉及 Sanger 测序）既昂贵又费力，因此对 ARMS 研究人员来说是望而却步。在这里，我们通过展示基于 MinION 的条形码方法在 ARMS 样本的 >2 毫米大小部分的成功应用，提出了一种更快、更具成本效益的替代方案。所有数据均可在 3.5-4 小时内获得，测序成本相对较低，每个 MinION 条形码约为 3 美元。我们在 MinION 和 Illumina 平台上对 725 个样本的细胞色素 c 氧化酶亚基 I (COI) 的 313 bp 片段进行了测序，并检索了 507-584 个重叠条形码。与 Illumina 参考条码相比，MinION 条码高度准确（~99.9%）。MinION 和 Illumina 条形码之间推断的分子操作分类单位始终稳定，匹配率显示高度一致的聚类模式 (≥0.96)。我们的方法将使研究人员更容易使用 ARMS，并大大加快大型动物样本的处理；它还可以轻松应用于其他中小型 DNA 条形码项目（<10,000 个样本），以快速识别和发现物种。9%) 与 Illumina 参考条码相比。MinION 和 Illumina 条形码之间推断的分子操作分类单位始终稳定，匹配率显示高度一致的聚类模式 (≥0.96)。我们的方法将使研究人员更容易使用 ARMS，并大大加快大型动物样本的处理；它还可以轻松应用于其他中小型 DNA 条形码项目（<10,000 个样本），以快速识别和发现物种。9%) 与 Illumina 参考条码相比。MinION 和 Illumina 条形码之间推断的分子操作分类单位始终稳定，匹配率显示高度一致的聚类模式 (≥0.96)。我们的方法将使研究人员更容易使用 ARMS，并大大加快大型动物样本的处理；它还可以轻松应用于其他中小型 DNA 条形码项目（<10,000 个样本），以快速识别和发现物种。