MİKROBİYAL EKOLOJİ
Tarımsal yoğunlaşma, mikrobiyal ağ karmaşıklığını ve köklerdeki temel taksonların bolluğunu azaltır
Tam uzunlukta Amplikon Sıralaması (ITS) |PacBio HIFI
Öne Çıkanlar
ATarımsal yoğunlaştırma, zayıf besin kullanımı verimliliği, yer altı suyunda ötrofikasyon, toprak kalitesinin bozulması vb. gibi olumsuz çevresel etkiler nedeniyle giderek daha sorunlu hale geldi. Zararı azaltmak için toprak işlemesiz ve organik tarım dahil alternatif tarım sistemleri yaygın olarak benimsendi.Mikrobiyal topluluk, tarımsal ekosistemin üretkenliği ve sürdürülebilirliğinde vazgeçilmez bir rol oynamaktadır.Ancak farklı tarım sistemlerinin kök mikrobiyotasını nasıl etkilediği belirsizdir.
Deneysel tasarım
Deneyler
Syağ ve kök (DNA) örnekleri 60 tarımsal tarım arazisindeki buğday tarlalarından (her biri 20) alınmıştır.
Ggruplama: 1. Konvansiyon (toprak işleme ile);2. Sözleşme (toprak işlemesiz);3. Organik tarım arazisi
Seşitleme stratejisi: Tam uzunlukta amplikon dizilimi (ITS)
Primer'lar: ITS1F-ITS4 (ITS bölgesinin tamamını hedefleyerek ~630 bp)
Sdengeleme platformu: PacBio RS II
Biyoinformatik Analiz
Sonuçlar
OSaha başına ortalama 357 OTU ve 60 sahanın tamamında toplam 837 OTU belirlendi.Kök mantar topluluklarının alfa çeşitliliği, üç tarım sistemi arasında önemli bir fark göstermedi.Bununla birlikte, beta çeşitlilik analizinde üç ayrı küme oluşmuştur; bu durum, çiftçilik sisteminin kök mantar topluluk yapısı üzerinde güçlü bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
Şekil 1. Kök mantar topluluklarında alfa çeşitliliği (Shannon indeksi ve topluluk bileşimi) ve beta çeşitlilik analizi (temel koordinatların kanonik analizi)
TTemel taksonlar, üç tarım sistemindeki mantar topluluklarının genel ağına dayalı olarak tanımlandı: en yüksek dereceye, en yüksek yakınlık merkeziliğine ve en düşük aradalık merkeziliğine sahip ilk 10 düğüm seçildi.Bunlardan yedisi mikoriza takımına aitti.
Şekil 2. Üç tarım sisteminin kök mantar topluluklarına ilişkin genel ağ
FSilahlanma sistemine özgü ağlar, organik ağda, toprak işlemesiz ve geleneksel ağlara göre iki kat daha fazla kenar ve daha fazla bağlı düğüm ile oldukça yüksek bir bağlantıya işaret etti.Üstelik organik tarım ağı, diğerlerine kıyasla çok daha fazla kilit taşı taksonu (elmas) barındırıyordu, bu da onun karmaşıklığını ve bağlanabilirliğini destekliyordu
Şekil 3. Tarım sistemine özgü kök mantar ağları
Atarımsal yoğunluk ile kök mantar ağı bağlantısı arasında güçlü bir negatif ilişki gözlemlendi.Rastgele orman analizi, temel taksonların ana faktörlerini ortaya çıkardı: toprak fosforu, kütle yoğunluğu, pH ve mikorizal kolonizasyon.
Şekil 4. Üç tarım sistemi (A ve B) genelinde tarım yoğunluğu ve ağ bağlantısı;Rastgele orman analizi(C) ve tarımsal yoğunluk ile AMF kolonizasyonu arasındaki ilişki (D)
Teknoloji
Tam uzunlukta amplikon dizilimi
A“Üçüncü Nesil Dizileme”nin sahneye çıkmasıyla hedeflenen bölgelerdeki sınırlamalar ve de novo montajdaki sıkıntılar aşıldı.Pacific Bioscience (PacBio), dizilerin okunmasını başarıyla onlarca kilobaz'a kadar genişletti; bu, bakterilerdeki 16s rRNA'nın (1.000 bp-1.500 bp) veya 18S rRNA'nın (1.500 bp-2.000 bp) ve ITS'nin tam uzunlukta okumalarını elde etmemize olanak tanıyor. ökaryotiklerde bölgeler (400 bp-900 bp).Genetik alanın genişleyen görünümü, tür açıklamalarının ve fonksiyonel genlerin çözünürlüğünü büyük ölçüde arttırdı.Temel doğrulukla ilgili uzun süredir endişe duyulan sorun, %99'un üzerinde okuma doğruluğuyla HIFI okumaları üreten PacBio CCS kendi kendini düzeltme özelliğiyle çözüldü.
OTU ek açıklamasındaki performans
THem uzun okuma hem de yüksek verim avantajlarından yararlanılarak açıklama doğruluğu önemli ölçüde artırılabilir ve mikrobiyal tanımlamada "tür düzeyinde" bir çözünürlük elde edilebilir.
Referans
Banerjee, Samiran ve diğerleri."Tarımsal yoğunlaşma, mikrobiyal ağ karmaşıklığını ve köklerdeki kilit taşı taksonlarının bolluğunu azaltır."ISME Dergisi (2019).
Teknoloji ve Öne Çıkanlar farklı yüksek verimli sıralama teknolojilerinin çeşitli araştırma alanlarındaki en son başarılı uygulamalarının yanı sıra deneysel tasarım ve veri madenciliğindeki parlak fikirleri paylaşmayı amaçlamaktadır.
Gönderim zamanı: Ocak-08-2022