МИКРОБТЫҚ ЭКОЛОГИЯ
Ауыл шаруашылығын интенсификациялау микробтық желінің күрделілігін және тамырлардағы негізгі тас таксондарының көптігін азайтады.
Толық ұзындықтағы ампликонды реттілік (ITS) |PacBio HIFI
Маңызды жерлер
AҚоректік заттарды пайдалану тиімділігінің төмендігі, жер асты суларының эвтрофиялануы, топырақ сапасының нашарлауы және т.б. сияқты қоршаған ортаға жағымсыз әсерлеріне байланысты ауыл шаруашылығын интенсификациялау проблемалы болып отыр. Зиянды азайту үшін балама егіншілік жүйелері, соның ішінде егістіксіз және органикалық егіншілік кеңінен қолданылды.Микробтық қауымдастық агроэкожүйенің өнімділігі мен тұрақтылығында таптырмас рөл атқарады.Дегенмен, әртүрлі ауылшаруашылық жүйелерінің тамыр микробиотасына қалай әсер ететіні анық емес.
Эксперименттік дизайн
Эксперименттер
Sмай және тамыр (ДНҚ) үлгілері 60 ауылшаруашылық егістік алқабындағы бидай алқаптарынан алынды (әрқайсысы 20)
Gрупинг: 1. Конвенция (топырақ өңдеумен);2. Конвенция (топырақты өңдеуге болмайды);3. Органикалық ауыл шаруашылығы алқаптары
Sтеңестіру стратегиясы: толық ұзындықтағы ампликонды секвенирлеу (ITS)
Pримерлер: ITS1F-ITS4 (барлық ITS аймағына бағытталған ~ 630 bp)
Sтеңестіру платформасы: PacBio RS II
Биоинформатикалық талдау
Нәтижелер
OӘр учаскеде орташа есеппен n 357 OTU және барлық 60 сайттың барлығы 837 OTU анықталды.Саңырауқұлақ түбірлерінің альфа алуан түрлілігі үш шаруашылық жүйесі арасында айтарлықтай айырмашылықты көрсетпеді.Дегенмен, бета-әртүрлілікті талдауда үш түрлі кластер құрылды, бұл егіншілік жүйесінің тамыр саңырауқұлақ қауымдастығы құрылымына күшті әсерін көрсетеді.
Сурет 1. Түбір саңырауқұлақтар қауымдастығындағы альфа әртүрлілігі (Шеннон индексі және қауымдастық құрамы) және бета әртүрлілік талдауы (негізгі координаттардың канондық талдауы)
Tkk негізгі таксондар үш шаруашылық жүйесі бойынша саңырауқұлақ қауымдастықтарының жалпы желісі негізінде анықталды: ең жоғары дәрежелі, ең жоғары жақындық орталықтылығы және ең төменгі орталықтылығы бар 10 түйін таңдалды.Олардың жетеуі микоризалық отрядтарға жататын.
Сурет 2. Үш шаруашылық жүйесінің тамырлы саңырауқұлақтар қауымдастығы бойынша жалпы желі
FАрнайы жүйені қаруландыру желілері кәдімгі желіге қарағанда екі есе көп жиектері және көп қосылған түйіндері бар органикалық желіде айтарлықтай жоғары қосылымды көрсетті.Сонымен қатар, органикалық ауылшаруашылық желісі қалғандарымен салыстырғанда анағұрлым көп негізгі тас таксондарына (гауһар тастар) ие болды, бұл оның күрделілігі мен байланысын қолдады.
Сурет 3. Шаруашылық жүйесіне тән тамыр саңырауқұлақ торлары
Aауылшаруашылық қарқындылығы мен тамырдың саңырауқұлақ желісінің қосылуы арасында күшті теріс байланыс байқалды.Кездейсоқ орман талдауы негізгі таксондардың негізгі қозғаушы күшін анықтады: топырақ фосфоры, көлемдік тығыздығы, рН және микоризалардың колонизациясы.
Сурет 4. Ауыл шаруашылығының қарқындылығы және үш ауыл шаруашылығы жүйесі (A және B) бойынша желілік байланыс;Кездейсоқ орман талдауы (C) және ауылшаруашылық қарқындылығы мен AMF колонизациясының арасындағы байланыс (D)
Технология
Толық ұзындықтағы ампликонды секвенирлеу
A«Үшінші ұрпақ секвенциясы» сахнаға шығып, мақсатты аймақтардағы шектеулер мен жаңа құрастырудағы қиындықтар еңсерілді.Pacific Bioscience (PacBio) реттіліктердің оқылуын ондаған килобазаларға дейін сәтті кеңейтті, бұл бактерияларда 16s rRNA (1000 bp-1500 bp) немесе 18S rRNA (1500 bp-2,00) және ITS толық өлшемдерін алуға мүмкіндік береді. эукариоттарда аймақтар (400 бп-900 б.б.).Генетикалық өрістің кең көрінісі түрлердің аннотациялары мен функционалдық гендердің рұқсатын айтарлықтай жақсартты.Базалық дәлдікке қатысты көптен бері мазалап жүрген мәселе PacBio CCS өзін-өзі түзету арқылы шешілді, ол HIFI көрсеткіштерін 99%-дан астам оқу дәлдігімен жасайды.
OTU аннотациясындағы өнімділік
Tұзақ оқудың және жоғары өткізу қабілетінің артықшылықтарын пайдалана отырып, аннотацияның дәлдігін күрт арттыруға және микробтық идентификацияда «түр деңгейіндегі» рұқсатқа қол жеткізуге болады.
Анықтама
Банерджи, Самиран және т.б.«Ауыл шаруашылығын интенсификациялау микробтық желінің күрделілігін және тамырлардағы негізгі тас таксондарының көптігін азайтады».ISME журналы (2019).
Tech and Highlights әртүрлі зерттеулер аренасында әр түрлі жоғары өнімді секвенирлеу технологияларын ең соңғы сәтті қолдануды, сондай-ақ тәжірибелік дизайн мен деректерді өндірудегі тамаша идеялармен бөлісуді мақсат етеді.
Жіберу уақыты: 08 қаңтар 2022 ж