माइक्रोबियल पारिस्थितिकी
कृषि गहनता माइक्रोबियल नेटवर्क जटिलता और जड़ों में कीस्टोन टैक्सा की प्रचुरता को कम करती है
फुल-लेंथ एम्प्लिकॉन सीक्वेंसिंग (आईटीएस) |पैकबियो HIFI
हाइलाइट
Aखराब पोषक तत्व-उपयोग दक्षता, भूजल सुपोषण, मिट्टी की गुणवत्ता में गिरावट आदि सहित इसके प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों के कारण कृषि गहनता तेजी से समस्याग्रस्त हो गई है। नुकसान को कम करने के लिए बिना जुताई और जैविक खेती सहित वैकल्पिक कृषि प्रणालियों को व्यापक रूप से अपनाया गया है।माइक्रोबियल समुदाय कृषि पारिस्थितिकी तंत्र की उत्पादकता और स्थिरता में एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है।हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि विभिन्न कृषि प्रणालियाँ जड़ माइक्रोबायोटा को कैसे प्रभावित करती हैं।
प्रयोगात्मक परिरूप
प्रयोगों
Sतेल और जड़ (डीएनए) के नमूने 60 कृषि फार्मलैंड (प्रत्येक 20) के गेहूं के खेतों से थे।
Gरोपिंग: 1. कन्वेंशन (जुताई के साथ);2. कन्वेंशन (बिना जुताई);3. जैविक कृषि भूमि
Sअनुक्रमण रणनीति: पूर्ण-लंबाई एम्प्लिकॉन अनुक्रमण (आईटीएस)
Pरिमर्स: ITS1F-ITS4 (संपूर्ण ITS क्षेत्र को लक्ष्य करते हुए ~630 bp)
Sइक्वेंसिंग प्लेटफ़ॉर्म: PacBio RS II
जैव सूचनात्मक विश्लेषण
परिणाम
Oप्रति साइट औसतन 357 ओटीयू की पहचान की गई और सभी 60 साइटों पर कुल 837 ओटीयू की पहचान की गई।जड़ कवक समुदायों की अल्फा विविधता तीन कृषि प्रणालियों के बीच महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखा रही थी।हालाँकि, बीटा विविधता विश्लेषण में तीन अलग-अलग समूहों का गठन किया गया था, जो जड़ कवक समुदाय संरचना पर खेती प्रणाली के एक मजबूत प्रभाव का संकेत देता है।
चित्र 1. जड़ कवक समुदायों पर अल्फा विविधता (शैनन सूचकांक और सामुदायिक संरचना) और बीटा विविधता विश्लेषण (प्रमुख निर्देशांक का विहित विश्लेषण)
Tएन कीस्टोन टैक्सा को तीन कृषि प्रणालियों में फंगल समुदायों के समग्र नेटवर्क के आधार पर परिभाषित किया गया था: उच्चतम डिग्री, उच्चतम निकटता केंद्रीयता और सबसे कम बीच केंद्रीयता वाले शीर्ष 10 नोड्स का चयन किया गया था।उनमें से सात माइकोरिज़ल ऑर्डर के थे।
चित्र 2. तीन कृषि प्रणालियों के मूल कवक समुदायों पर समग्र नेटवर्क
Fआर्मिंग-सिस्टम विशिष्ट नेटवर्क ने नो-टिल और पारंपरिक नेटवर्क की तुलना में दोगुने अधिक किनारों और अधिक कनेक्टेड नोड्स के साथ कार्बनिक नेटवर्क में काफी अधिक कनेक्टिविटी का संकेत दिया।इसके अलावा, जैविक खेती नेटवर्क में बाकियों की तुलना में बहुत अधिक कीस्टोन टैक्सा (हीरा) मौजूद था, जिसने इसकी जटिलता और कनेक्टिविटी का समर्थन किया।
चित्र 3. कृषि प्रणाली-विशिष्ट जड़ कवक नेटवर्क
Aकृषि तीव्रता और जड़ कवक नेटवर्क कनेक्टिविटी के बीच मजबूत नकारात्मक संबंध देखा गया।यादृच्छिक वन विश्लेषण से कीस्टोन टैक्सा के मुख्य चालकों का पता चला: मिट्टी फास्फोरस, थोक घनत्व, पीएच और माइकोरिज़ल उपनिवेशण।
चित्र 4. तीन कृषि प्रणालियों (ए और बी) में कृषि सघनता और नेटवर्क कनेक्टिविटी;यादृच्छिक वन विश्लेषण (सी) और कृषि तीव्रता और एएमएफ उपनिवेशण के बीच संबंध (डी)
तकनीकी
पूर्ण-लंबाई एम्प्लिकॉन अनुक्रमण
A"थर्ड जेनरेशन सीक्वेंसिंग" के मंच पर आने से, लक्षित क्षेत्रों की सीमाएं और डे नोवो असेंबली में आने वाली परेशानियां दूर हो गई हैं।पैसिफ़िक बायोसाइंस (PacBio) ने अनुक्रमों की रीडिंग को सफलतापूर्वक दसियों किलोबेस तक बढ़ा दिया है, जो हमें बैक्टीरिया में 16s rRNA (1,000 bp-1,500 bp) या 18S rRNA (1,500 bp-2,000 bp) और ITS की पूर्ण-लंबाई वाली रीडिंग प्राप्त करने की अनुमति देता है। यूकेरियोटिक्स में क्षेत्र (400 बीपी-900 बीपी)।आनुवंशिक क्षेत्र के व्यापक दृष्टिकोण ने प्रजातियों के एनोटेशन और कार्यात्मक जीन के रिज़ॉल्यूशन को काफी बढ़ा दिया है।आधार सटीकता पर लंबे समय से चिंतित मुद्दे को PacBio CCS स्व-सुधार द्वारा हल किया गया है, जो 99% से अधिक पढ़ने की सटीकता के साथ HIFI रीडिंग उत्पन्न करता है।
OTU एनोटेशन में प्रदर्शन
Tलंबे समय तक पढ़ने और उच्च-थ्रूपुट दोनों का लाभ उठाते हुए, एनोटेशन की सटीकता को नाटकीय रूप से बढ़ाया जा सकता है और माइक्रोबियल पहचान में "प्रजाति-स्तर" रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सकता है।
संदर्भ
बनर्जी, समीरन, और अन्य।"कृषि गहनता माइक्रोबियल नेटवर्क जटिलता और जड़ों में कीस्टोन टैक्सा की प्रचुरता को कम करती है।"आईएसएमई जर्नल (2019)।
टेक और हाइलाइट्स इसका उद्देश्य विभिन्न अनुसंधान क्षेत्रों में विभिन्न उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों के नवीनतम सफल अनुप्रयोग के साथ-साथ प्रयोगात्मक डिजाइन और डेटा खनन में शानदार विचारों को साझा करना है।
पोस्ट समय: जनवरी-08-2022