EKOLOGI MIKROB
Pengukuhan pertanian mengurangkan kerumitan rangkaian mikrob dan banyaknya taksa batu kunci dalam akar
Penjujukan Amplikon penuh (ITS) |PacBio HIFI
Sorotan
Aintensifikasi pertanian telah menjadi semakin bermasalah kerana kesan buruk alam sekitar termasuk kecekapan penggunaan nutrien yang lemah, eutrofiasi air gound, kemerosotan kualiti tanah, dll. Sistem pertanian alternatif termasuk pertanian tanpa kerja dan organik telah digunakan secara meluas untuk mengurangkan kemudaratan.Komuniti mikrob memainkan peranan yang amat diperlukan dalam produktiviti dan kemampanan agroekosistem.Walau bagaimanapun, agak tidak jelas bagaimana sistem pertanian yang berbeza mempengaruhi mikrobiota akar.
Reka bentuk eksperimen
Eksperimen
Ssampel minyak dan akar(DNA) adalah dari ladang gandum dari 60 tanah ladang pertanian (20 setiap satu)
Grouping: 1. Konvensyen (dengan pembajakan);2. Konvensyen (tiada pembajakan);3. Tanah ladang organik
Sstrategi penyamaan: Penjujukan amplikon penuh (ITS)
Primer: ITS1F-ITS4 (mensasarkan seluruh rantau ITS ~630 bp)
Splatform penyamaan: PacBio RS II
Analisis Bioinformatik
Keputusan
On purata 357 OTU telah dikenal pasti setiap tapak dan sejumlah 837 OTU daripada semua 60 tapak.Kepelbagaian alfa komuniti kulat akar tidak menunjukkan perbezaan yang ketara antara tiga sistem pertanian.Walau bagaimanapun, tiga kelompok yang berbeza telah dibentuk dalam analisis kepelbagaian beta, menunjukkan kesan kuat sistem perladangan pada struktur komuniti kulat akar.
Rajah 1. Kepelbagaian alfa (indeks Shannon dan komposisi komuniti ) dan analisis kepelbagaian beta (analisis kanonik koordinat utama) pada komuniti kulat akar
Ten taksonomi batu utama telah ditakrifkan berdasarkan rangkaian keseluruhan komuniti kulat merentas tiga sistem perladangan: 10 nod teratas dengan tahap tertinggi, pemusatan rapat tertinggi dan pemusatan antara terendah telah dipilih.Tujuh daripadanya tergolong dalam pesanan mikoriza.
Rajah 2. Rangkaian keseluruhan pada komuniti kulat akar bagi tiga sistem pertanian
Frangkaian khusus sistem persenjataan menunjukkan ketersambungan yang jauh lebih tinggi dalam rangkaian organik dengan dua kali lebih tepi dan lebih banyak nod bersambung daripada rangkaian tanpa kerja dan konvensional.Selain itu, rangkaian pertanian organik mempunyai lebih banyak taksa (berlian) batu utama berbanding yang lain, yang menyokong kerumitan dan ketersambungannya.
Rajah 3. Rangkaian kulat akar khusus sistem pertanian
Aperkaitan negatif yang kuat antara keamatan pertanian dan ketersambungan rangkaian kulat akar diperhatikan.Analisis hutan rawak mendedahkan pemacu utama taksa batu kunci: fosforus tanah, ketumpatan pukal, pH dan penjajahan mikoriza.
Rajah 4. Keamatan pertanian dan ketersambungan rangkaian merentas tiga sistem pertanian (A dan B);Analisis hutan rawak(C) dan Hubungan antara intensiti pertanian dan penjajahan AMF (D)
Teknologi
Penjujukan amplikon panjang penuh
As "Penjujukan Generasi Ketiga" muncul di pentas, had di kawasan sasaran dan masalah dalam perhimpunan de novo telah diatasi.Pacific Bioscience (PacBio) telah berjaya memanjangkan bacaan jujukan kepada puluhan kilobases, yang membolehkan kami memperoleh bacaan penuh 16s rRNA (1,000 bp-1,500 bp) dalam bakteria atau 18S rRNA (1,500 bp-2,000 bp) dan ITS kawasan (400 bp-900 bp) dalam eukariotik.Pandangan luas bidang genetik telah meningkatkan resolusi anotasi spesies dan gen berfungsi.Isu membimbangkan yang lama mengenai ketepatan asas telah diselesaikan oleh pembetulan diri PacBio CCS, yang menjana bacaan HIFI dengan ketepatan bacaan lebih 99%.
Prestasi dalam anotasi OTU
TDengan kelebihan kedua-dua bacaan panjang dan pemprosesan tinggi, ketepatan anotasi boleh ditingkatkan secara mendadak dan mencapai resolusi "peringkat spesies" dalam pengecaman mikrob.
Rujukan
Banerjee, Samiran, et al."Pengamatan pertanian mengurangkan kerumitan rangkaian mikrob dan banyak taksa batu kunci dalam akar."Jurnal ISME (2019).
Teknologi dan Sorotan bertujuan untuk berkongsi aplikasi kejayaan terkini bagi teknologi penjujukan pemprosesan tinggi yang berbeza dalam pelbagai arena penyelidikan serta idea bernas dalam reka bentuk eksperimen dan perlombongan data .
Masa siaran: Jan-08-2022