МИКРОБИАЛНА ЕКОЛОГИЈА
Интензивирање пољопривреде смањује комплексност микробне мреже и обиље кључних таксона у корену
Ампликонско секвенцирање пуне дужине (ИТС) |ПацБио ХИФИ
Хигхлигхтс
Aинтензивирање пољопривреде је постало све проблематичније због својих негативних ефеката на животну средину, укључујући лошу ефикасност коришћења хранљивих материја, еутрофију подземне воде, деградацију квалитета земљишта, итд. Алтернативни системи пољопривреде, укључујући пољопривреду без обраде и органску пољопривреду су широко прихваћени да би се смањила штета.Микробна заједница игра незаменљиву улогу у продуктивности и одрживости агроекосистема.Међутим, прилично је нејасно како различити пољопривредни системи утичу на микробиоту корена.
Експериментални дизајн
Експерименти
SУзорци уља и корена (ДНК) су са поља пшенице са 60 пољопривредних површина (по 20)
Gроупинг: 1. Конвенција (са обрадом земљишта);2. Конвенција (без обраде тла);3. Органско пољопривредно земљиште
Sстратегија секвенцирања: секвенцирање ампликона пуне дужине (ИТС)
Pримери: ИТС1Ф-ИТС4 (циља читав ИТС регион ~630 бп)
Sекуенцинг платформа: ПацБио РС ИИ
Биоинформатичка анализа
Резултати
Oн у просеку је идентификовано 357 ОТУ-а по локацији и укупно 837 ОТУ-а од свих 60 локација.Алфа разноврсност гљивичних заједница корена није показивала значајну разлику између три система узгоја.Међутим, у анализи бета диверзитета формирана су три различита кластера, што указује на снажне ефекте система узгоја на структуру гљивичне заједнице корена.
Слика 1. Алфа разноврсност (Шенонов индекс и састав заједнице) и анализа бета разноврсности (канонска анализа главних координата) на гљивичним заједницама корена
Tен кључне таксоне су дефинисане на основу укупне мреже гљивичних заједница у три система узгоја: одабрано је 10 најбољих чворова са највишим степеном, највишом централношћу блискости и најнижом централношћу између.Њих седам припадало је микоризним редовима.
Слика 2. Укупна мрежа гљивичних заједница корена три система пољопривреде
Fмреже специфичне за систем наоружавања су показале знатно већу повезаност у органској мрежи са двоструко више ивица и више повезаних чворова од но-тилл и конвенционалне мреже.Штавише, мрежа органске пољопривреде садржавала је много више кључних таксона (дијаманта) у поређењу са осталима, што је подржавало њену сложеност и повезаност
Слика 3. Мреже гљивица корена специфичне за систем узгоја
Aуочена је јака негативна повезаност између интензитета пољопривреде и повезаности коренских гљивичних мрежа.Насумична анализа шума открила је главне покретаче кључних таксона: фосфор у земљишту, насипну густину, пХ и микоризну колонизацију.
Слика 4. Интензитет пољопривреде и мрежна повезаност у три пољопривредна система (А и Б);Анализа случајних шума (Ц) и Однос између интензитета пољопривреде и колонизације АМФ (Д)
Технологија
Секвенцирање ампликона пуне дужине
AС доласком на сцену „Секвенцирања треће генерације“, ограничења у циљаним регионима и проблеми у новој монтажи су превазиђени.Пацифиц Биосциенце (ПацБио) је успешно проширио читање секвенци на десетине килобаза, што нам омогућава да добијемо пуну дужину очитавања 16с рРНА (1.000 бп-1.500 бп) у бактеријама или 18С рРНА (1.500 бп-2.000 бп) и ИТС региони (400 бп-900 бп) код еукариота.Проширени поглед на генетичко поље увелико је побољшао резолуцију напомена врста и функционалних гена.Дуго забринути проблем у вези са тачношћу базе је решен ПацБио ЦЦС самоисправком, која генерише ХИФИ очитавања са преко 99% тачности очитавања.
Перформансе у ОТУ напомени
TЗахваљујући предностима дугог читања и велике пропусности, тачност напомене може се драматично повећати и постићи резолуцију „на нивоу врсте“ у микробној идентификацији.
Референца
Банерјее, Самиран, ет ал.„Интензивирање пољопривреде смањује сложеност микробне мреже и обиље кључних таксона у корену.Тхе ИСМЕ Јоурнал (2019).
Тецх анд Хигхлигхтс има за циљ да подели најновију успешну примену различитих технологија секвенцирања високе пропусности у различитим истраживачким аренама, као и бриљантне идеје у експерименталном дизајну и рударењу података.
Време поста: Јан-08-2022