Analyse des grands ensembles de données de microbiomes pour la structure de la communauté des cnidaires, la spécificité et la stabilité.

Contexte

Les microorganismes jouent un rôle indispensable dans la survie des cnidaires, y compris les coraux. Comprendre les facteurs influençant les microbiomes des cnidaires nécessite de nombreuses études comparatives. Cependant, la consolidation et l'analyse de divers ensembles de données restent une entreprise difficile.

Avec la disponibilité croissante de données de séquençage ADN pour ces espèces et l'intérêt croissant pour la santé des récifs coralliens, un nombre croissant d'études a reconnu le rôle essentiel des microbiomes dans la formation des récifs coralliens et le maintien de la résilience des écosystèmes. Cet impact englobe des aspects essentiels tels que le cycle des nutriments, la résistance aux antimicrobiens, l'exclusion compétitive de l'hôte, la croissance et le développement, ainsi que les réponses aux changements environnementaux. Bien que la majorité de ces investigations se soient principalement concentrées sur Amplification et séquençage de l'ARNr 16S des microbiomes Chez les coraux durs (coraux scléractiniaires), qui sont des contributeurs significatifs à la construction des récifs, la recherche sur le microbiome au sein de la sous-classe des cnidaires Anthozoa, Hexacorallia, a révélé des rôles divergents pour d'autres cnidaires. Ces études alternatives ont mis en lumière des relations symbiotiques distinctes.

Le manque de standardisation Échantillonnage de l'ARNr 16SLa préservation, le traitement et les protocoles analytiques ont imposé des limitations à l'amalgamation et à l'interprétation des données microbiomes publiées. De plus, l'identification de communautés microbiennes distinctes chez des cnidaires conspecifics a le potentiel de donner des conclusions variées.

Pour relever ces défis, analyse bioinformatique s'avère être un outil précieux pour traiter et identifier efficacement des communautés microbiennes diverses et complexes au sein des données de microbiome.

Diversité et dynamique des microbiomes des cnidaires

Dans cette étude, une analyse complète a été réalisée sur un ensemble de données substantiel comprenant Données de séquençage de l'ARNr 16SCe jeu de données comprenait 12 010 microbiomes de cnidaires, 3 388 microbiomes d'éponges, 370 échantillons d'eau de mer et 245 microbiomes provenant de cultures artificielles. Cordyceps spp. échantillons. Pour réduire séquençage variations, les échantillons ont été systématiquement classés en fonction de régions spécifiques et de méthodes de séquençage.

Distribution des séquences microbiennes partagées au sein du phylum Cnidaria. (McCauley et al., 2023)

Grâce à cette intégration rigoureuse, l'analyse a révélé 86 types divers d'archées et de bactéries associés aux cnidaires, identifiant des espèces clés dans divers sous-embranchements, profondeurs et microhabitats. L'étude a mis en évidence les cnidaires. microbiomela diversité remarquable des cnidaires, a identifié des micro-organismes significatifs au sein de celle-ci, a exploré les facteurs clés affectant sa présence, et a établi un cadre complet pour comprendre les forces façonnant le microbiome des cnidaires.

L'abondance relative des séquences archéennes et bactériennes identifiées dans les échantillons de tissus par site, moyennée par famille de cnidaires. (McCauley et al., 2023)

De plus, l'enquête a été élargie pour créer un ensemble de données dédié aux échantillons de cnidaires sains. Cet ensemble de données a été utilisé pour examiner la distribution des microorganismes parmi ces organismes. Les résultats ont révélé que les cnidaires dans des eaux plus profondes avaient des microbiomes plus distincts, tandis que ceux dans des eaux peu profondes, principalement des coraux mous et des anémones, avaient tendance à avoir microbiomes de base avec une abondance plus élevée. De plus, la présence de Cordyceps sinensis symbiotique a significativement influencé la composition microbienne des cnidaires.

Des analyses de clusters comparatives ont montré des variations de la microbiote à travers différents microhabitats, tels que les tissus, les os et le mucus. Notamment, la microbiote la plus courante dans les tissus comprenait Gplla, Vibrio, Pseudoalteromonas, Alteromonas, Pseudomonas, et Propionibacterium, chacun trouvé à différentes profondeurs. En revanche, Sphingomonas, Pelomonas, et Candidatus Pelagibacter étaient plus répandus dans les eaux peu profondes. Parmi ceux-ci, Endozoicomonas émergé comme une composition microbienne essentielle que l'on trouve chez tous les cnidaires.

variants de séquence d'amplicon (ASVs) de Endozoicomonas ont été détectés dans huit genres de cnidaires, y compris les coraux durs. Ces ASVs ont montré une forte corrélation avec la distribution géographique, avec 74,3 % provenant des coraux durs, 15,8 % des coraux mous, et 3,8 % supplémentaires des anémones, parmi lesquels seulement 2,6 % étaient partagés entre différents taxa. Certains ASVs d'Endozoicomonas ont présenté une distribution spécifique à l'hôte, comme le Clade 2 dans les Acroporidae, le Clade 13 dans les Pocilloporidae, et le Clade 14 dans les Rhizostomeae. D'autre part, les Clades 5, 10 et 12 ont été trouvés dans le monde entier chez les cnidaires et les éponges, couvrant divers microhabitats, indiquant leur nature non spécifique à l'hôte.

Référence:

1. McCauley, M., et al. "Revue systématique des microbiomes des cnidaires révélant des informations sur la structure, la spécificité et la fidélité des associations marines." Communications Nature 14.1 (2023) : 4899.