首頁> 市場活動 > 成果展示 > 文章展示 >文章詳情

火影忍者手游礼包:PacBio三代全長微生物組測序,帶您走進一葉一菩提!

火影忍者剧场版忍者之路 www.vjqvb.icu 2019-05-17

1.jpg


文案 | 微生物組產品線



正文



最近,派森諾生物與武漢水生所合作,在植物生理學知名期刊《BMC Plant Biology》(最新影響因子:3.930)發表最新研究論文,揭示了中國西南地區真核藻類群落分類學組成和多樣性以及藻類群落與寄主葉際之間的關系。



研究背景



葉際由植物的氣生部分組成,主要由葉組成,葉際可以看作是一個短暫的環境。由于直接暴露于大氣中,生活在葉際內的生物經常遭受營養不良的脅迫。在熱帶雨林中,作為葉際居民的流行附生植物由各種細菌,地衣,真菌,自由生活的藻類和苔蘚植物組成。鑒于葉際微生物在森林生態系統功能中發揮著明確的作用,我們需要更多的了解他們的多樣性和分布模式。因此,迫切需要更好地表征葉際藻群落的多樣性。



研究目的



在本研究中,作者從西雙版納熱帶植物園收集了40個葉生群落的樣本,以便全面研究它們的多樣性并以高分辨率對其進行表征。



研究方法



測序技術:PacBio Sequel 高通量測序平臺


測序模式:真核藻類18S rRNA基因NS1F/NS8R和NS1F/1650R區域?


實驗設計:于2017年8月在西雙版納熱帶植物園隨機采集陸地植物葉片表面真核藻類。從5個站點采集樣本;每個站點收集各8個樣本。


2.jpg


研究結果



? 不同葉際的分類學多樣性


去除模糊和低質量序列(長度小于1500bp的明確序列和嵌合體)后,獲得了總共152,324個高質量序列。大多數序列長度分布在1650 ~ 1850 bp之間。用98%相似度進行劃分后獲得19831個OTU。


通過BLASTn搜索得到與GenBank中每個OTU相似度最高的序列,下載后進行系統發育分析。系統發育樹分析顯示Trebouxiphycean OTU主要屬于6個獨立的進化枝,如Prasiolales,Microthamniales,Apatococcus,Watanabea(包括Mysteriochloris,Heveochlorella,Heterochlorella,Phyllosiphon,Polulichloris,Desertella,Kalinella,ParachloroidiumSymbiochloris),Trebouxiale(包括Xylochloris,Eremochloris,DictyochloropsisTrebouxiales)和CBCE(Coccomyxa,Botryococcus,Choricystis 和Elliptochloris)。用極大似然法做進化樹分析Trentepohliales。


除了從先前研究中獲得的主要譜系(Cephaleuros,Stomatochroon,Trentepohlia arborum,T. aurea,T. jolithus,T. annulata,core Phycopeltis,P. prostrata 等)還得到了幾個新譜系。所有Chlorophyceaen OTU都嵌入到Jenufa進化枝和Volvocales中。22和6個OTU分別注釋為Jenufa進化枝和Volvocales(2個在Reinhardtia進化枝和4個在Stephanosphaerinia進化枝中)。有11個和9個OTU分別注釋為DinophyceanEustigmatophycean進化枝。DinophyceanEustigmatophycea OTU分別與Gymnodiniales sensu strictoMonodopsisMonodopsidaceae)形成單系姐妹群。


3.jpg

6.jpg

5.jpg

4.jpg


圖1 最大似然法構建系統發育


葉際藻類群落組成


在所有樣品的2922個OTU中,絲狀藻類(Trentepohliales)占分類單元的比例最高,約為60%,1790個。在單細胞群中(1132個OTU),Mysteriochloris 群占比最高(28%),其次是Parachloroidium 群(15%),Apatococcus 群(14%),Heveochlorella 群(13%),Elliptochloris 群(11%),Phyllosiphon 群(9%),Coccomyxa 群(4%),Symbiochloris 群(2%)和Jenufa 群(1%)。


7.jpg

圖2 真核藻類屬水平群落結構和多樣性


通過方差分析和非度量多維尺度分析(NMDS)表明,不同寄主樹和不同采樣地點的藻類群落結構在物種水平上的Alpha多樣性和Beta多樣性沒有顯著差異。


8.jpg

圖3 利用NMDS對40個葉際藻群落按種水平分類成分相似性進行分類


屬水平的10個群落共形成5個進化枝。Venn圖分析顯示,在兩個采樣點檢測到56.45%(1689個OTU)的獨有序列,而5個采樣點共有的序列僅為8.26%(247個OTU)。這247個OTU屬于5個分枝,即Trentepohliales 進化枝,Watanabea 進化枝,Apatococcus 進化枝,Jenufa 進化枝和Volvocales 進化枝。Trentepohlialean 進化枝OTU和Watanabea 進化枝OTU具有最高豐度,其次是Apatoccus 進化枝OTU,而Jenufa Volvocales 進化枝的OTU最低。因此,作者認為本研究區域中葉際核心藻類微生物群主要包括Trentepohliales,Watanabea Apatococcus 進化枝的藻類。

 

9.jpg


圖4 10種寄主樹屬水平真核藻類群落結構的比較

 

10.jpg

圖5 5個采樣地點的藻類群落圖


總結


該研究顯示熱帶葉際真核藻類的多樣性非常高。Trentepohliales,Watanabea 進化枝和Apatococcus 進化枝是熱帶森林葉際群落中的主要藻類。物種水平上的群落結構與寄主植物或寄主位置沒有顯著關系。該研究提供了大量新的18S rRNA基因序列,將有助于揭示葉際真核藻類的神秘多樣性,并與今后類似的該類群落研究進行比較。


文章索引



Zhu H , Li S , Hu Z , et al. Molecular characterization of eukaryotic algal communities in the tropical phyllosphere based on real-time sequencing of the 18S rDNA gene[J]. BMC PLANT BIOLOGY, 2018, 18(365):1-14.