MIKROBIŲ EKOLOGIJA
Žemės ūkio intensyvinimas sumažina mikrobų tinklo sudėtingumą ir kertinių taksonų gausą šaknyse
Viso ilgio amplikonų sekos nustatymas (ITS) |PacBio HIFI
Pabrėžia
Ažemdirbystės intensyvinimas tampa vis problemiškesnis dėl jo neigiamo poveikio aplinkai, įskaitant prastą maistinių medžiagų naudojimo efektyvumą, požeminio vandens eutrofikaciją, dirvožemio kokybės blogėjimą ir kt. Siekiant sumažinti žalą, plačiai taikomos alternatyvios ūkininkavimo sistemos, įskaitant bearimą ir ekologinį ūkininkavimą.Mikrobų bendruomenė vaidina nepakeičiamą vaidmenį agroekosistemos produktyvumui ir tvarumui.Tačiau gana neaišku, kaip skirtingos ūkininkavimo sistemos veikia šaknų mikrobiotą.
Eksperimentinis dizainas
Eksperimentai
Saliejaus ir šaknų (DNR) mėginiai buvo iš kviečių laukų iš 60 žemės ūkio naudmenų (po 20)
Groupingas: 1. Konvencija (su žemės dirbimu);2. Konvencija (nearimas);3. Ekologinė žemė
SEquencing strategija: viso ilgio amplikonų seka (ITS)
Primers: ITS1F-ITS4 (taikoma visam ITS regionui ~630 bp)
Sišlyginimo platforma: PacBio RS II
Bioinformatinė analizė
Rezultatai
OVidutiniškai vienoje vietoje buvo nustatyti 357 OTU ir iš viso 837 OTU iš visų 60 vietų.Šakninių grybų bendrijų alfa įvairovė reikšmingo skirtumo tarp trijų ūkininkavimo sistemų neparodė.Tačiau atliekant beta įvairovės analizę buvo suformuotos trys skirtingos klasteriai, rodantys stiprų ūkininkavimo sistemos poveikį šaknų grybų bendruomenės struktūrai.
1 pav. Alfa įvairovė (Šenono indeksas ir bendruomenės sudėtis ) ir beta įvairovės analizė (kanoninė pagrindinių koordinačių analizė) šaknų grybų bendrijose
Tlt kertiniai taksonai buvo apibrėžti remiantis bendru grybų bendruomenių tinklu trijose ūkininkavimo sistemose: buvo atrinkti 10 geriausių mazgų, turinčių aukščiausią laipsnį, didžiausią artumo centriškumą ir mažiausią tarpcentriškumą.Septyni iš jų priklausė mikorizės būriams.
2 pav. Bendras trijų ūkininkavimo sistemų šaknų grybų bendrijų tinklas
FApsaugos sistemai būdingi tinklai parodė žymiai didesnį jungiamumą organiniame tinkle su dvigubai daugiau kraštų ir daugiau prijungtų mazgų nei tiesioginis ir įprastas tinklas.Be to, ekologinio ūkininkavimo tinkle buvo daug daugiau kertinių taksonų (deimantų), palyginti su kitais, o tai patvirtino jo sudėtingumą ir jungiamumą.
3 pav. Ūkininkavimo sistemai būdingi šaknų grybų tinklai
Abuvo pastebėtas stiprus neigiamas ryšys tarp žemės ūkio intensyvumo ir šaknų grybų tinklo ryšio.Atsitiktinė miško analizė atskleidė pagrindinius kertinių taksonų variklius: dirvožemio fosforą, tūrinį tankį, pH ir mikorizės kolonizaciją.
4 pav. Žemės ūkio intensyvumas ir tinklo ryšys trijose ūkininkavimo sistemose (A ir B);Atsitiktinė miško analizė (C) ir ryšys tarp žemės ūkio intensyvumo ir AMF kolonizacijos (D)
Technologijos
Viso ilgio amplikonų seka
A„Trečiosios kartos sekos“ pasirodymas scenoje buvo įveiktas tikslinių regionų apribojimai ir de novo surinkimo problemos.„Pacific Bioscience“ (PacBio) sėkmingai išplėtė sekų skaitymą iki dešimčių kilobazių, todėl galime gauti viso ilgio 16s rRNR (1000 bp–1500 bp) bakterijose arba 18S rRNR (1500 bp–2000 bp) ir ITS. regionuose (400 bp-900 bp) eukariotuose.Išplėstas genetinio lauko vaizdas labai pagerino rūšių anotacijos ir funkcinių genų skiriamąją gebą.Ilgą laiką susirūpinusi problema dėl pagrindinio tikslumo buvo išspręsta naudojant PacBio CCS savitaisą, kuri generuoja HIFI nuskaitymą daugiau nei 99 % skaitymo tikslumu.
Atlikimas OTU anotacijoje
TNaudojant ilgo skaitymo ir didelio našumo pranašumus, anotacijos tikslumas gali būti žymiai padidintas ir pasiekti „rūšies lygio“ skiriamąją gebą mikrobų identifikavime.
Nuoroda
Banerjee, Samiran ir kt.„Žemės ūkio intensyvinimas sumažina mikrobų tinklo sudėtingumą ir kertinių taksonų gausą šaknyse.ISME žurnalas (2019).
Technika ir svarbiausi dalykai siekia pasidalyti naujausiomis sėkmingomis įvairių didelio našumo sekos nustatymo technologijų taikymu įvairiose tyrimų srityse, taip pat puikiomis eksperimentinio dizaino ir duomenų gavybos idėjomis.
Paskelbimo laikas: 2022-08-08