ECOLOXÍA MICROBIANA
A intensificación agrícola reduce a complexidade da rede microbiana e a abundancia de taxons clave nas raíces
Secuenciación de amplicóns de lonxitude completa (ITS) |PacBio HIFI
Destacados
AA intensificación agrícola volveuse cada vez máis problemática debido aos seus efectos ambientais adversos, incluíndo a escasa eficiencia no uso de nutrientes, a eutrofiación das augas subterráneas, a degradación da calidade do solo, etc. Os sistemas de agricultura alternativos, incluíndo a labra sen labra e a agricultura ecolóxica foron amplamente adoptados para reducir o dano.A comunidade microbiana xoga un papel indispensable na produtividade e sostibilidade do agroecosistema.Non obstante, non está claro como afectan os diferentes sistemas de cultivo á microbiota das raíces.
Deseño Experimental
Experimentos
SAs mostras de aceite e raíz (ADN) foron de campos de trigo de 60 terras agrícolas (20 cada unha)
Grouping: 1. Convención (con laboreo);2. Convenio (labra sen labra);3. Terras de cultivo ecolóxico
SEstratexia de secuenciación: secuenciación de amplicóns de lonxitude completa (ITS)
Primers: ITS1F-ITS4 (dirixido a toda a rexión ITS ~ 630 pb)
Splataforma de secuenciación: PacBio RS II
Análise Bioinformática
Resultados
OIdentificáronse unha media de 357 OTU por sitio e un total de 837 OTU dos 60 sitios.A diversidade alfa das comunidades de fungos radiculares non mostraba diferenzas significativas entre tres sistemas de cultivo.Non obstante, na análise da diversidade beta formáronse tres grupos distintos, o que indica un forte efecto do sistema de cultivo na estrutura da comunidade de fungos radiculares.
Figura 1. Análise da diversidade alfa (índice de Shannon e composición da comunidade) e da diversidade beta (análise canónica das coordenadas principais) en comunidades de fungos radiculares
Tgl os taxóns clave foron definidos en función da rede global de comunidades de fungos en tres sistemas de cultivo: seleccionáronse os 10 nodos principais con maior grao, maior centralidade de proximidade e menor centralidade intermedia.Sete deles pertencían a ordes de micorrizas.
Figura 2. Rede global de comunidades de fungos radiculares de tres sistemas de cultivo
FAs redes específicas do sistema de armamento indicaron unha conectividade considerablemente maior na rede orgánica con dúas veces máis bordos e máis nodos conectados que a rede sen labranza e convencional.Ademais, a rede de agricultura ecolóxica albergaba moito máis taxa clave (diamante) en comparación co resto, o que admitía a súa complexidade e conectividade.
Figura 3. Redes de fungos radiculares específicos do sistema de cultivo
Aobservouse unha forte asociación negativa entre a intensidade agrícola e a conectividade da rede de fungos radiculares.A análise aleatoria dos bosques revelou os principais motores dos taxons clave: o fósforo do solo, a densidade aparente, o pH e a colonización de micorrizas.
Figura 4. Intensidade da agricultura e conectividade de rede en tres sistemas agrícolas (A e B);Análise forestal aleatoria (C) e relación entre a intensidade agrícola e a colonización de AMF (D)
Tecnoloxía
Secuenciación de amplicóns de lonxitude completa
As A "Secuenciación de Terceira Xeración" chegando ao escenario, superáronse as limitacións nas rexións de destino e os problemas na montaxe de novo.Pacific Bioscience (PacBio) estendeu con éxito a lectura de secuencias a decenas de quilobases, o que nos permite obter lecturas completas de ARNr de 16s (1.000 pb-1.500 pb) en bacterias ou ARNr de 18S (1.500 pb-2.000 pb) e ITS. rexións (400 pb-900 pb) en eucariotas.A visión máis ampla do campo xenético mellorou moito a resolución da anotación de especies e os xenes funcionais.A autocorrección de PacBio CCS resolveuse durante moito tempo o problema da precisión base, que xera lecturas HIFI cunha precisión de lectura superior ao 99%.
Rendemento na anotación OTU
TTendo as vantaxes das lecturas longas e do alto rendemento, a precisión da anotación pódese aumentar drasticamente e conseguir unha resolución "a nivel de especie" na identificación microbiana.
Referencia
Banerjee, Samiran, et al."A intensificación agrícola reduce a complexidade da rede microbiana e a abundancia de taxons clave nas raíces".The ISME Journal (2019).
Tecnoloxía e aspectos destacados ten como obxectivo compartir a aplicación exitosa máis recente de diferentes tecnoloxías de secuenciación de alto rendemento en varios ámbitos de investigación, así como ideas brillantes en deseño experimental e minería de datos.
Hora de publicación: Xaneiro-08-2022