MIKROOBÖKOLOOGIA
Põllumajanduse intensiivistamine vähendab mikroobide võrgu keerukust ja nurgakivi taksonite arvukust juurtes
Täispikk amplikonide järjestamine (ITS) |PacBio HIFI
Esiletõstmised
Apõllumajanduse intensiivistamine on muutunud üha problemaatilisemaks selle kahjulike keskkonnamõjude, sealhulgas toitainete halva kasutamise tõhususe, põhjavee eutrofeerumise, mulla kvaliteedi halvenemise jne tõttu. Kahjude vähendamiseks on laialdaselt kasutusele võetud alternatiivsed põllumajandussüsteemid, sealhulgas otsekülv ja mahepõllundus.Mikroobide kooslus mängib agroökosüsteemi tootlikkuses ja jätkusuutlikkuses asendamatut rolli.Siiski on üsna ebaselge, kuidas erinevad põllumajandussüsteemid juuremikrobiotat mõjutavad.
Eksperimentaalne disain
Eksperimendid
Sõli- ja juureproovid (DNA) olid pärit 60 põllumajandusmaa nisupõldudelt (igaühest 20)
Grouping: 1. Konventsioon (koos mullaharimisega);2. Konventsioon (mittekülv);3. Mahepõllumaa
Sekveneerimisstrateegia: täispikk amplikonjärjestus (ITS)
Primers: ITS1F-ITS4 (sihib kogu ITS-i piirkonda ~630 bp)
Sekveerimisplatvorm: PacBio RS II
Bioinformaatiline analüüs
Tulemused
OIga saidi kohta tuvastati keskmiselt 357 OTU-d ja kõigist 60 saidist kokku 837 OTU-d.Juurseente koosluste alfa mitmekesisus ei näidanud olulist erinevust kolme põllumajandussüsteemi vahel.Kuid beeta mitmekesisuse analüüsis moodustati kolm erinevat klastrit, mis näitavad põllumajandussüsteemi tugevat mõju juurte seente kogukonna struktuurile.
Joonis 1. Alfa mitmekesisus (Shannoni indeks ja koosluse koosseis) ja beeta mitmekesisuse analüüs (peamiste koordinaatide kanooniline analüüs) juurseenekooslustel
TEurLex-2 et nurgakivitaksonid määrati kolme põllumajandussüsteemi seenekoosluste üldise võrgustiku põhjal: valiti 10 parimat sõlme, millel oli kõrgeim aste, kõrgeim läheduskesksus ja madalaim vaheline tsentraalsus.Neist seitse kuulusid mükoriisa seltsi.
Joonis 2. Kolme põllumajandussüsteemi juurte seenekoosluste üldine võrgustik
Fvalvesüsteemispetsiifilised võrgud näitasid tunduvalt paremat ühenduvust orgaanilises võrgus, millel oli kaks korda rohkem servi ja rohkem ühendatud sõlme kui otsekülv ja tavavõrk.Pealegi sisaldas mahepõllumajandusvõrgustik teistega võrreldes palju rohkem nurgakivitaksoneid (teemant), mis toetas selle keerukust ja ühenduvust.
Joonis 3. Põllumajandussüsteemispetsiifilised juurseenevõrgustikud
Atäheldati tugevat negatiivset seost põllumajanduse intensiivsuse ja juurte seente võrgu ühenduvuse vahel.Juhuslik metsaanalüüs näitas nurgakivi taksonite peamised tõukejõud: mulla fosfor, puistetihedus, pH ja mükoriisa kolonisatsioon.
Joonis 4. Põllumajanduse intensiivsus ja võrguühendus kolmes põllumajandussüsteemis (A ja B);Juhuslik metsaanalüüs (C) ja seos põllumajanduse intensiivsuse ja AMF-i kolonisatsiooni vahel (D)
Tehnoloogia
Täispikk amplikonide järjestamine
ALavale tulles "Kolmanda põlvkonna järjestus" on sihtpiirkondade piirangud ja de novo kokkupaneku probleemid ületatud.Pacific Bioscience (PacBio) on edukalt laiendanud järjestuste lugemist kümnetele kiloalustele, mis võimaldab meil saada täispikkuses 16s rRNA (1000 bp-1500 bp) lugemist bakterites või 18S rRNA (1500 bp-2000 bp) ja ITS-i. piirkondades (400 bp-900 bp) eukarüootides.Geneetilise välja laiem vaade suurendas oluliselt liikide annotatsiooni ja funktsionaalsete geenide eraldusvõimet.Pikka aega muret tekitanud põhitäpsuse probleem on lahendatud PacBio CCS-i isekorrektsiooni abil, mis genereerib HIFI-lugemisi üle 99% lugemistäpsusega.
Toimivus OTU annotatsioonis
TKasutades nii pika lugemise kui ka suure läbilaskevõime eeliseid, saab märkuste täpsust järsult suurendada ja saavutada mikroobide tuvastamisel "liigitaseme" eraldusvõime.
Viide
Banerjee, Samiran jt."Põllumajanduse intensiivistamine vähendab mikroobide võrgu keerukust ja nurgakivi taksonite arvukust juurtes."ISME ajakiri (2019).
Tehnika ja esiletõstmised eesmärk on jagada erinevate suure läbilaskevõimega sekveneerimistehnoloogiate uusimaid edukaid rakendusi erinevatel uurimisareenidel ning geniaalseid ideid eksperimentaalses disainis ja andmekaevandamises.
Postitusaeg: jaanuar 08-2022