PLoS ONE: Analyse van de maag en Gut microbiomes van de Oost-oester (Crassostrea virginica) uit Coastal Louisiana, USA

Abstract

We gebruikten high throughput Pyrosequencing maag en darmen inhoud microbiomes van karakteriseren Crassostrea virginica
, de Pasen oester, verkregen uit twee locaties, één in Barataria Bay (Hackberry Bay) en de andere in Terrebonne Bay (Lake Caillou), Louisiana, USA. Maag microbiomes in oesters uit Hackberry Bay waren overweldigend gedomineerd door mollicuten het nauwst verwant aan Mycoplasma
; een rijke gemeenschap gedomineerd door Planctomyctes opgetreden in Lake Caillou oester magen. Gut communities voor oesters uit beide sites verschilde van maag gemeenschappen, en koesterde een relatief gevarieerde verzameling van phylotypes. Phylotypes meest nauw verwant aan Shewanella Kopen en een Chloroflexi stam domineerde de Lake Caillou en Hackberry Bay darmflora, respectievelijk. Hoewel veel leden van de maag en darmen microbiomes leek te transiënten of opportunisten zijn, werd een vermeende kern microbiome geïdentificeerd op basis van phylotypes die zich in alleen al de maag of darmen monsters. De vermeende kern maag microbiome bestaat 5 OTU in 3 phyla, terwijl de vermeende kern darm microbiome vervat 44 OTU in 12 phyla. Deze resultaten gezamenlijk onthulde nieuwe microbiële gemeenschappen binnen de oester spijsverteringsstelsel, de functies van de oester microbiome zijn grotendeels onbekend. Een vergelijking van microbiomes uit Louisiana oesters met bacteriële gemeenschappen gerapporteerd voor andere ongewervelde zeedieren en vissen aangegeven dat weekdieren microbiomes waren meer op elkaar lijken dan microbiomes van polychaeten, decapoden en vis

Visum:. Koning GM, Judd C , Kuske CR, Smith C (2012) Analyse van de Maag en Gut microbiomes van de Oost-Oyster ( Crassostrea virginica
) uit Coastal Louisiana, USA. PLoS ONE 7 (12): e51475. doi: 10.1371 /journal.pone.0051475

Editor: Josh Neufeld, Universiteit van Waterloo, Canada

Ontvangen: 8 juni 2012; Aanvaard: 5 november 2012; Gepubliceerd: 12 december 2012

Dit is een open-access artikel, vrij van auteursrechten, en mag vrij worden gereproduceerd, gedistribueerd, verzonden, gewijzigd, gebouwd op, of anderszins gebruikt door iedereen voor elk rechtmatig doel. Het werk wordt onder de Creative Commons CC0 publieke domein toewijding ter beschikking gesteld

Financiering:. De auteurs erkennen NSF award OCE-1043126 en GoMRI-LSU financiering van GK voor de ondersteuning van GK, CS en CJ. De 454 Titanium sequencing werd geleverd door een Los Alamos National Laboratory Laboratory Geregisseerd Onderzoek en Ontwikkeling Grant (LDRD) naar CRK (20080464ER). De financiers hadden geen rol in de studie design, het verzamelen van gegevens en analyse, besluit te publiceren, of de voorbereiding van het manuscript

Competing belangen:.. De auteurs hebben verklaard dat er geen tegenstrijdige belangen bestaan ​​

Introductie

De oostelijke oester, Crassostrea virginica
, staat bekend om zijn commerciële waarde en het belang als een 'ecosysteem engineer "[1] - [3]. Volumes zijn geschreven over de biologie en ecologie, met inbegrip van interacties met bacteriën en andere micro-organismen. Een groot deel van deze literatuur heeft benadrukt ziekten [4], [5] en de aanwezigheid van humane pathogenen, in het bijzonder Vibrio parahaemolyticus Kopen en V
. vulnificus
[6] - [9].

Veel studies andere aspecten van de oester-bacterie interacties zijn aangepakt. Cristispira
is geïdentificeerd als een symbiont in verband met de kristallijne stijl, een weekdieren spijsvertering-structuur [10]. Stappia
(nu Labrenzia
) is geïsoleerd uit C
. gigas Kopen en C
. virginica
, en in het laatste betrokken als een antagonist voor het etiologische agens van Juvenile Oyster ziekte [11]. Cultuur-afhankelijke studies hebben gekenmerkt Vibrio en overig genera in verband met bulk dieren en specifieke weefsels [6] - [8], [12] [13], met inbegrip van de identificatie van de "autochtone" bacteriën in C . gigas
hemolymfe [14], [15]. Dergelijke studies hebben ook aangetoond dat een oostelijke Middellandse Zee olieramp had geen invloed op oester-geassocieerde bacteriën [16]. Cultuur-onafhankelijke studies hebben de patronen van diversiteit gedocumenteerd tussen de verschillende bevolkingsgroepen en weefsels, vergeleken-broederij verhoogd en wilde dieren, en identificeerde de ε-Proteobacterium, Arcobacter
, als een belangrijke bijdrage aan de microbiële gemeenschap van de Chileense oester Tiostrea chiliensis
[17].

Ondanks de pathogeen geassocieerde en fingerprinting studies die hierboven zijn samengevat, en het potentiële belang van bacteriën voor oester voedingsstoffen overname, verrassend weinig informatie beschikbaar is op de maag en darmen oester microbiome diversiteit. Hoewel de pH-waarden van de maag en darmen weefsels zijn vergelijkbaar, en deeltje transittijden relatief kort (ongeveer 1-2 uur) tijdens het actieve voeding [18], is het onduidelijk of karakteristieke gemeenschappen bestaan ​​in de inhoud van deze weefsels; het is even onduidelijk hoe microbiomes kan variëren binnen een populatie of tussen populaties. Om deze vragen te beantwoorden, kregen we twee sets van drievoud dieren, een set elk vanuit Hackberry Bay en Lake Caillou in de kustgebieden Louisiana tijdens de zomer 2010. Deze twee geografisch verschillende locaties (Barataria Bay en Terrebonne Bay, respectievelijk) vertegenwoordigen economisch belangrijke bronnen van oesters en ervaring vergelijkbaar zoutgehalte regimes en variabiliteit [19]. We gescheiden ingezameld maag- en darminhoud, en de sequentie van PCR-versterkte 16S rRNA genen met behulp van een pyrosequencing platform (Roche Diagnostics 454 Titanium). De resultaten bleek aanzienlijk onderscheid tussen maag en darmen microbiomes van de dieren van de ene site (Lake Caillou), maar iets minder differentiatie voor de tweede plaats (Hackberry Bay). Met name mollicuten verantwoord > 80% van alle bacteriële sequenties in de maag microbiomes van Lake Caillou oesters, maar < 10% van de Hackberry Bay oesters. Maag OTU ook Actinobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, planctomycetales, Proteobacteria en Spartobacteria. Chloroflexi, mollicuten, planctomycetales en Spartobacteria misschien een vermeende kern maag microbiome bestaan, terwijl Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria en Verrucomicrobia kunnen bijdragen aan een vermeende kern gut microbiome.

Materialen en methoden

Sample Collection

Oesters werden verzameld op 4 augustus 2010 van Hackberry Bay, een kleine baai aangrenzende Barataria Bay, Louisiana, USA. Deze site werd niet beïnvloed door olie uit de Deepwater Horizon olieramp [20]. Drievoud oesters werden gehouden op ijs (< 6 uur) voor de eerste verwerking bij de Louisiana Sea Grant Oyster Hatchery, Grand Isle, LA, USA. De externe kleppen werden grondig schoongemaakt om de buitenkant te verwijderen, en vervolgens voorzichtig geopend waardoor het dier intact. Maaginhoud van individuele dieren werden bemonsterd met behulp van 23-gauge naalden en 1 cm ^{3 spuiten, waardoor ongeveer 0,2 cm 3 van de vloeistof, die werd overgebracht naar een steriele 1,5 cm 3 microfuge buizen. Gut inhoud werd verkregen door het de darm individuele dieren en vervolgens zorgvuldig hindgut extruderen materiaal uit de anus in steriele 1,5 cm 3 microfugebuizen. Maag- en darminhoud vervoerd op ijs een laboratorium Louisiana State University (LSU) wanneer DNA werd geëxtraheerd onder toepassing van een Mobio PowerMax bodem extractiekit (Mobio Laboratories, Inc., Carlsbad, CA) volgens de instructies van de fabrikant met de toevoeging van bevriezing (bij -80 ° C, 10 min) /ontdooien (bij 60 ° C, 5 min) cyclus driemaal herhaald. Een tweede reeks van oesters verzameld op 1 september 2010 van Caillou Bay (Caillou Lake), Louisiana, USA werden op dezelfde wijze verwerkt met de uitzondering dat de dieren op het ijs werden vervoerd naar het LSU laboratorium voorafgaand aan het bemonsteren van maag- en darminhoud. Deze site is ook beïnvloed door de Deepwater Horizon olieramp. Sampling vergunningen zijn niet vereist voor zowel ter.}

Analyse van DNA

DNA fragmenten van alle monsters werden geamplificeerd met PCR met Platinum high-fidelity DNA polymerase (Life Technologies Corp., La Jolla, CA) in 25 gl reacties via standaardprotocollen met uitzondering van een 68 ° C extensietemperatuur en primers 515f en 806r gemodificeerd met barcodes en adapters voor sequentiebepaling met gebruikmaking van de Roche 454 pyrosequentiebepaling platform met titanium chemie [21]. Elk reactiemengsel bevatte 11,5 gl water, 2,5 ui 10X high-fidelity buffer (Life Technologies Corp., La Jolla, CA), 0,75 ui 100 mM dNTPs, 1 ui MgSO _{4, 5 pi 0,5 mg ml ^{-1 BSA, 1,5 ui van elk van 515f en 806r primers, 0,2 gl high-fidelity DNA polymerase (Life Technologies Corp., La Jolla, CA) en 1 ul geëxtraheerd DNA. Reactiemengsels werden gedenatureerd gedurende 3 min bij 94 ° C, gevolgd door 26 cycli van 94 ° C gedurende 1 min, 1 min bij 54 ° C en 2 min bij 68 ° C, met een 10 min verlengingsstap bij 68 ° C na de cycli waren voltooid. Drievoud reacties voor elk monster werden samengevoegd, en daarna werd een eindmengsel voorbereid sequentiebepaling door toevoeging amplicons van elk monster gelijke hoeveelheden. Pyrosequencing werd uitgevoerd door het Los Alamos National Laboratory sequencing faciliteit, wat resulteert in een totaal van 237.842 ruwe leest met een gemiddelde lengte van 295 bp. Sequenties zijn naar de MG-RAST server ingediend 4501864,3-4501873,3 (http://metagenomics.anl.gov/linkin.cgi?project=1994).}}

Sequence Analysis

Raw sequenties met de kwaliteit scores werden verwerkt met behulp van drie pijpleidingen. PANGEA [22] werd gebruikt om de samenstelling fylogenetische monsters waarvoor OTU werden geclassificeerd middels megablast een referentiedatabank met 170.273 full-length 16S rRNA gensequenties van Bacteriën en Archaea isolaten vergelijken. Raw leest werden gescreend met behulp van standaard waarden (gemiddelde kwaliteitsscore, 20; minimale lengte, 100 bp) [22]. Leest werden weggegooid op basis van barcodes, die vooraf werden bijgesneden tot Megablast. Sequenties werden toegewezen aan domein /phylum, klasse /order /familie en geslacht en soort niveaus respectievelijk similarity drempelwaarden van 0,8, 0,9, 0,95 en 0,99 voor [22]. Sequenties die niet door megablast geclassificeerd werden geclusterd tot OTU basis van dezelfde gelijkenis drempelwaarden. PANGEA creëerde ook een tweede analyse waarin alle monsters bestonden uit een gelijk aantal leest; Deze genormaliseerde sample datasets werden geconstrueerd met behulp van sequenties willekeurig gekozen zonder vervanging van de originele gescreende sample bestanden. De composities van de maag en darmen monsters werden vergeleken met behulp van principale componenten analyse na eliminatie van eenlingen (sequenties slechts eenmaal vertegenwoordigd in de volledige dataset), en na het verwijderen van cyanobacteriën en eukaryotische sequenties (chloroplast en mitochondriaal 16S rRNA uit algen cellen in maag en ingewanden). Van de resterende sequenties die op een stam of lager, representatieve sequenties voor OTU goed voor ≥0.1% van het totaal werden handmatig samengesteld middels megablast in GenBank. Elke sequenties verkeerd geïdentificeerd door PANGEA werden als nodig is heringedeeld

De CloVR pipeline [23] werd gebruikt met de standaardinstellingen (bv gemiddelde kwaliteitsscore, 25; minimale lengte, 100 bp). Analyses maken op basis van taxonomische voorkeuren (dat wil zeggen, sample compositie) en volgorde fylogenie. Daartoe CloVR gebruikt een hybride pijpleiding bestaande uit Mothur subroutines die sequenties ingedeeld onder de RDP-database en QIIME subroutines voor verschillende statistische analyses. Na het verwijderen van cyanobacteriën en eukaryotische sequenties, OTU ingedeeld CloVR dat goed voor ≥0.1% van de totale resterende leest werden zoals hierboven onderworpen aan handmatige curatie. Aligned representatieve sequenties voor geclassificeerde, gecureerd OTU's werden vervolgens gebruikt voor een Fast UniFrac analyse (http://bmf2.colorado.edu/fastunifrac/) op basis van een buurman mee boom als input.

De Mothur pipeline [ ,,,0],24] werd gebruikt in combinatie met strengere waarden dan de andere platforms voor de reeks in orde maken (dat wil zeggen, een bewegend raam van 50 bp met een gemiddelde kwaliteitsscore van 35; minimale lengte, 100 bp). De "classificeren" functie van de Mothur pijpleiding werd gebruikt om het monster samenstelling identificeren OTU vertegenwoordigen ≥0.1% van de database na het verwijderen van cyanobacteriën en eukaryotische sequenties. De resterende sequenties werden samengesteld zoals hierboven. Deze samengesteld sequenties plus de minderjarige OTU met uitzondering van eenlingen werden gebruikt om de diversiteit indices voor de monsters onafhankelijk van taxonomische identificaties (bv Shannon, inverse Simpson's en gelijkmatigheid indices).

Resultaten

De vooraf genereren verwerkingsroutines van de drie leidingen die in deze studie resulteerde in sterk verschillende volgnummers voor analyse (Tabel S1). PANGEA leverde de grootste lezen nummer (199.592), en Mothur leverde het minst (45.626). Sequenties die het meest nauw verwant aan cyanobacteriën en eukaryoten (chloroplasten en mitochondriale 16S rRNA genen) domineerden de bijgesneden data sets (> 70%), ongeacht hun omvang (tabel S1). Deze sequenties werden uit verdere analyses. Singleton sequenties uiteenlopend van 0,5% (CloVR) tot 5,9% (PANGEA) van de datasets na voorbehandeling; deze sequenties werden eveneens geëlimineerd om de effecten van sequencing fouten te minimaliseren. Chimère sequenties werden niet geïdentificeerd door PANGEA, maar bleek slechts een kleine fractie (< 0,2%) vormen. Van de totale sequentie vastgesteld (tabel S1) op basis van de resultaten van CloVR en Mothur

Verschillende patronen verschenen consequent . De relatieve overvloed aan OTU als percentage van het aantal geanalyseerde sequenties toonde aan dat het meer Caillou oester maag en darmen microbiome samenstellingen verschillen aanzienlijk (figuur 1a;. Tabellen 1, 2). Een klein aantal Mollicute OTU domineerde de voormalige, terwijl Chloroflexi (meestal Caldilineae), Firmicutes, γ-Proteobacteria en Verrucomicrobia (Spartobacteria) de latere gedomineerd. Alle drie leidingen onthulde ook verschillen tussen maag Hackberry Bay oester en dierlijke microbiomes (figuur 1a;. Tabellen 1, 2), maar de verschillen waren minder uitgesproken dan bij meer Caillou oesters. Verschillen tussen de Hackberry Bay maag en darmen microbiomes voornamelijk te wijten aan een bescheiden veranderingen in meerdere lijnen (bijv Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria, δ-Proteobacteria, planctomycetales en Spartobacteria). Bovendien heeft elk van de leidingen bleek duidelijke verschillen tussen de microbiomes van de twee populaties van Hackberry Bay en Lake Caillou. De meest opvallende verschillen opgetreden tussen de twee reeksen van de maag microbiomes, met iets minder onderscheid tussen de darm microbiomes (afb. 1a, tabellen 1, 2).

Ondanks de vele gelijkenissen, PANGEA, CloVR en Mothur uitgang verschilde in belangrijke opzichten. Ten opzichte van CloVR en Mothur, PANGEA geïdentificeerd minder Proteobacteria, mollicuten en Verrucomicrobia in Hackberry Bay maag oester microbiomes, en minder Actinobacteria, Chloroflexi, planctomycetales en Verrucomicrobia in de darm microbiomes. PANGEA ook consistent bijgehouden een groter percentage van de "niet-geclassificeerde" sequenties dan deed CloVR of Mothur; PANGEA niet identificeren 60% van de Hackberry Bay maag oester sequenties buiten het domein niveau (tabellen 1, 2).

De verschillen werden ook waargenomen in de taxonomische voorkeuren van de meest voorkomende OTU (tabel 3). PANGEA, CloVR en Mothur alle gerapporteerde planctomycetales als één van de twee even meest overvloedige OTU in Hackberry Bay maag oester microbiomes, maar de specifieke voorkeuren binnen de planctomycetales verschilden. De voorkeuren van de tweede OTU ook verschilden, met inbegrip van een Firmicute wordt veroorzaakt (PANGEA), Spartobacteria (CloVR) en Mollicute (Mothur). Bovendien PANGEA rapporteerde een sequentie gerelateerd aan Mycoplasma mobiele
de meest voorkomende OTU voor Hackberry Bay oester microbiomes darm, terwijl de andere leidingen rapporteerde een Chloroflexi stam (Tabel 3). Daarentegen vertoonden de drie leidingen dichter overeenkomst Lake Caillou monsters: Alle gevonden dat een OTU nauw verwant aan M
. mobiele
was het meest overvloedig in de maag microbiomes en een OTU nauw verwant aan een Shewanella
sp. was het meest overvloedig in gut microbiomes. De twee Shewanella
isolaten gemeld, MOLA 59 (PANGEA) en THt8-1 (CloVR en Mothur), waren identiek over de nucleotide posities geanalyseerd. Echter, Shewanella
sp. THt8-1 en Shewanella
sp. MOLA 59 werden geïsoleerd uit plantendiversiteit en mariene bronnen, respectievelijk.

Analyses van de samenstelling (phyla en klassen) van de 284 ingedeeld OTU (afb. 1b) onthulde patronen die enigszins afweek van die op basis van de relatieve overvloed aan phyla en klassen van alle sequenties (Fig. 1a). Ten eerste, de verschillen tussen de maag en darmen microbiomes binnen een site en op sites op basis van OTU samenstelling waren minder uitgesproken dan op basis van de frequenties van voorkomen (Fig. 1a vs. 1b). Dit was duidelijk voor grote (bijv Chloroflexi, Firmicutes, γ-Proteobacteria, δ-Proteobacteria en Planctomyces) en kleine (bijv., Archaea, β-Proteobacteria en Spartobacteria) bijdragen aan OTU samenstelling (afb. 1b). Ten tweede, was de procentuele bijdrage van een aantal phyla en klassen om de geclassificeerde OTU aanzienlijk oververtegenwoordigd ten opzichte van hun overvloed in de volgorde dataset, terwijl andere phyla en classes ingrijpend zijn ondervertegenwoordigd (Fig. 1a, b). Mollicuten waren sterk oververtegenwoordigd in Hackberry Bay en Lake Caillou maag microbiomes, maar ondervertegenwoordigd in de darm microbiomes. Chloroflexi en Planctomyces werden ook oververtegenwoordigd in Lake Caillou oester darm en Hackberry Bay maag en darmen oester microbiomes, terwijl α- en β-Proteobacteria waren ondervertegenwoordigd in alle microbiomes (Fig. 1a, b).

Een analoge patroon werd waargenomen wanneer de fylogenetische samenstelling van alle OTU die zich in gepoolde Hackberry Bay en Lake Caillou maag microbiomes werd vergeleken met de samenstelling van de OTU die zich in of werden gedeeld (SHR-S) over beide sites. Vooral Chloroflexi, mollicuten, Planctomyces en Spartobacteria werden oververtegenwoordigd bij de SHR-S OTU (fig. 2). Ook een vergelijking van de OTU die zich in samengevoegd Hackberry Bay en Lake Caillou gut microbiomes met de gedeelde darm OTU (SHR-G) toonde aan dat Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria, Planctomyces en Verrucomicrobia zijn oververtegenwoordigd (fig. 2). Het aantal SHR-S OTU (44) is veel kleiner dan het aantal SHR-G OTU (112), waarvan de laatste goed voor bijna 40% van alle ingedeelde OTU en een nog groter percentage van die gevonden in de darm microbiomes (tabel 4).

OTU die uniek in de maag of darmen microbiomes van zowel Hackberry Bay en Lake Caillou oester populaties (SHRU-S, SHRU-G) traden vertegenwoordigd een ander, onderscheiden subgroep. De SHRU-S microbiome werd vertegenwoordigd door slechts 5 van de 44 SHR-S OTU slechts 3 phyla /klassen, en vertegenwoordigen slechts 2,1% van de totale 284 OTU die in de collectieve maag en darmen microbiomes (Tabel 4). Daarentegen werden de SHRU-G microbiome vertegenwoordigd door 44 van de 112 SHR-G OTU in 12 phyla /klassen, en goed voor 15,5% van alle geïdentificeerde OTU (tabel 4). De samenstelling van de SHR-S en SHRU-S microbiome OTU verschilden sterk, terwijl de verschillen tussen de SHR-G en SHRU-G microbiomes beperkt waren tot minder phyla en classes (afb. 2).

Naast de variabiliteit tussen de maag en darmen fylogenetische samenstelling, de microbiomes varieerde tussen de repliceren oesters van elke site. Voor sommige phyla en classes, relatieve abundanties waren vergelijkbaar tussen replicaten en variabiliteit (uitgedrukt als de standaardfout van het gemiddelde) was vergelijkbaar voor elk van de drie leidingen (zie bijvoorbeeld mollicuten en α-Proteobacteria in maag en darmen microbiomes respectievelijk; tabel 1, 2). In veel gevallen replicaties varieerde aanzienlijk en de mate van variabiliteit verschilde tussen pijpleidingen. Mollicuten in de Hackberry Bay darm microbiome bijvoorbeeld waargenomen bij slechts 1 van 3 replicaten van CloVR en Mothur en waren onevenredig groot van één duplo volgens PANGEA (tabel 2).

De verscheidenheid van replica's is vastgelegd door clusteranalyse (fig. 3) en principale componentenanalyse (PCA) van CloVR resultaten met behulp UniFrac afstanden (fig. 4a, b), en ook door PCA van de relatieve abundanties van geklasseerde OTU (afb. S1). Resultaten van een cluster-analyse met behulp van de gewogen UniFrac metric bleek dat de maag Lake Caillou repliceert en Hackberry Bay gut repliceert elk gevormd verschillende clusters, en dat de afzonderlijke duplo's waren relatief dicht in de verte. De resterende maag en darmen monsters waren veel minder coherent, met herhalingen opgelost op grotere afstanden. Ongewogen UniFrac PCA bleek dat meer Caillou darm microbiomes geclusterd op één as en twee, maar dat repliceert de andere microbiomes waren veel meer verspreid, hoewel de verschillen tussen gebieden en tussen de darmen en maag bleef evident (Fig. 4a). Gewogen UniFrac PCA, die de relatieve abundanties van OTU beschouwd, bleek dat meer Caillou maag en Hackberry Bay gut repliceert elk gevormd relatief krap clusters op beide assen, terwijl replica's voor de andere microbiomes werden verspreid (fig. 4b). De twee maag microbiomes bleven goed gescheiden op PCA-as 1, maar de darm microbiomes geclusterd (afb. 4b).

Discussie

Wij presenteren hier de eerste gedetailleerde analyses van Crassostrea virginica
maag en darmen microbiome composities. De steekproefgrootte (drievoud dieren voor elk van de twee websites) en enkele steekproeven tijdslimiet extrapolatie van de resultaten, maar bieden een aantal nieuwe inzichten. Eerdere studies hebben benadrukt bebouwbare leden van de darm gemeenschap, gehele dieren, ziekteverwekkers (mens en oester), of specifieke groepen die zouden kunnen bijdragen aan de spijsvertering, bijvoorbeeld Cristispira
[5], [8] - [11] [13], [25]. Teeltvrije benaderingen Arcobacter
(ε-Proteobacteria) geopenbaard als een belangrijke bijdrage aan microbiële gemeenschappen van de hele Chileense oesters, Tiostrea chilensis
, maar hele weefsel specifieke verenigingen zijn niet gemeld [17 ]. Hernadez-Zárate en Olmos-Soto [26] hebben de groep-specifieke FISH en PCR gebruikt om bacteriën in C
identificeren. gigas
weefsels, maar dat deden ze niet opeenvolging PCR amplicons of rapport relatieve abundanties specifieke fylogenetische groepen. Onlangs heeft een PCR en DGGE studie van C
. virginica
heeft ruimtelijke en seizoensgebonden verschillen van de hele dierlijke microbiomes gerapporteerd voor twee populaties uit Maine (VS), maar fylogenetische samenstelling is niet kwalitatief of kwantitatief [27] beoordeeld, noch zijn verschillen tussen individuele dieren beschreven.

Gedeeltelijke 16S rRNA-gensequenties uit hoog throughput pyrosequencing zoals in deze studie tonen verschillen oester microbiome preparaat op verschillende niveaus, hoewel sommige van de details van de samenstelling variëren met de gekozen sequentieanalyse (pipeline bijv tabellen 1 , 2). Zie Ondersteunende informatie S1 voor bijkomende bespreking van deze verschillen, die geen invloed hebben op de patronen van de variatie tussen de maag en darmen microbiomes of variaties tussen sites.

In het algemeen blijkt uit de resultaten aanzienlijke verschillen tussen de maag en darmen microbiomes, en tussen de maag microbiomes van dieren uit Hackberry Bay en Lake Caillou (bijvoorbeeld afb 1a, b en 2;. tabellen 1, 2). Bovendien, de microbiome samenstellingen individuele duplo dieren variëren (fig. 3, 4). Variaties tussen maag en darmen microbiomes waarschijnlijk tijdens details van het spijsverteringsstelsel, maar verschillen tussen locaties en tussen herhalingen suggereren dat microbiome samenstelling kunnen reageren op lokale factoren, en misschien genetische verschillen tussen individuen. Soortgelijke variabiliteit is gerapporteerd voor andere dieren [28], [29].

Oyster maag Microbiome

Op basis van de frequentie van voorkomen OTU de maag microbiome oesters uit Louisiana kunnen bestaan ​​in ten minste twee staten. Mollicuten meest nauw verwant aan Mycoplasma
overweldigend domineren de zoekresultaten sequenties (> 80%) van een staat vertegenwoordigd door Lake Caillou oesters (figuur 1a;. Tabellen 1, 3). Geen andere klasse voor meer dan ongeveer 2%. Planctomycetales domineren (23% -33%) de alternatieve verklaring dat van Hackberry Bay oesters (figuur 1a;. Tabellen 1, 3) - maar een aantal andere groepen komen ook voor in de magen van deze oesters in bescheiden abundanties, bijvoorbeeld Chloroflexi (8 %), Firmicutes (9% -11), mollicuten (5% -9%), Proteobacteria (5% -12%), en Verrucomicrobia (3% -14%). Bovendien zijn er twee op dezelfde overvloedige OTU's die behoren tot verschillende phyla (Planctomyces en ofwel Firmicutes, Tenericutes of Verrucomicrobia) domineren Hackberry Bay oester magen op een species niveau (evolutionaire afstand = 0,03; tabel 3). Het aandeel van gerubriceerde OTU voor rekening van verschillende phyla en klassen is ook in overeenstemming met twee verschillende staten voor de maag microbiome (afb. 2), al zijn de verschillen minder uitgesproken voor deze statistieken dan voor-frequentie op basis van schattingen van de samenstelling. UniFrac PCA (gewogen en ongewogen) en cluster analyses bieden extra ondersteuning voor de "twee state 'concept (afb. 3, 4).

De fysiologische en ecologische betekenis van deze maag oester microbiomes is onzeker. Dominantie door mollicuten of planctomycetales is enigszins ongebruikelijk is ten opzichte van andere microbiomes [28], [30] - [32], hoewel mollicuten verschijnen in overvloed in de spijsverteringsklier van de Sydney rots oester ( Saccostrea glomerata
) en in de darm van de abalone, Haliotis discus hannai
[33], [34]. Mollicuten zijn ook gemeld in oester gut goblet cellen op basis van microscopische bewijs [25], en gedocumenteerd voor andere ongewervelden en vis ingewanden door cultuurgebonden en moleculaire ecologische methoden [30], [35] - [42]. Anders is relatief weinig bekend is over hun associaties met ongewervelde spijsvertering. Inderdaad, de ecologische rol van mollicuten meer in het algemeen blijven onzeker, met enkele meldingen van pathogenese in geselecteerde vissen en ongewervelde dieren [43] -. [46], maar andere rapporten waaruit blijkt een vorm van commensalisme [30], [39]

tot dusver genomische bewijs biedt weinig inzicht, omdat het genetische repertoire van Mycoplasma mobiele
het taxon meest verwant aan de oester OTU, beperkt qua reikwijdte [47]. M
. mobiele
soortgenoten in oester magen misschien gewoon vermenigvuldigen met behulp van substraat geproduceerd door de gastheer of andere microben tijdens de spijsvertering; soortgelijke suggesties zijn gedaan om rekening te houden voor Mollicute associaties met koudwaterkoralen [39]. Toch kan de mogelijkheid dat mollicuten symbiotisch kunnen bijdragen aan hun gastheren niet worden ontslagen.

De rol van Planctomyces in spijsverteringsstelsel is ook onzeker. Hoewel ze ecologisch belangrijke leden van de marine bacterioplankton, functioneel divers en geassocieerd met algen, ongewervelden en gewervelden [48], [49], zijn ze meestal plaatsvinden bij relatief lage dichtheden in de darm microbiomes (< ongeveer 5%) [30] - [32]. Echter, de resultaten van deze studie suggereren dat onbekende omstandigheden in de oester maag Hackberry Bay gunst planctomycetales proliferatie (tabel 1).

Het is verleidelijk om hier te speculeren, zoals anderen elders [50], dat Pirellula
-achtige leden van de oester microbiome exploiteren gesulfateerde algen polysacchariden voor groei, aangezien een groot aantal genen die coderen voor vermeende sulfohydrolase enzymen in de Rhodopirellula baltica
genoom [51] is waargenomen, en omdat gesulfateerde polysacchariden gewoonlijk zou kunnen zijn opgenomen door oesters als gevolg van fytoplankton consumptie. De mogelijkheid om gesulfateerde polysacchariden gebruiken zou dus een verklaring voor planctomycetales overvloed. Helaas is de fylogenetische relaties tussen de R
. Baltica Kopen en planctomycetales OTU's die in deze studie zijn onvoldoende om dergelijke conclusies te ondersteunen. Niettemin, alle Blastopirellula
, Pirellula
en Rhodopirellula
isolaten gekenmerkt tot op heden gebruik van een breed scala van eenvoudige niet-gesulfateerde suikers [48], [49], [ ,,,0],52], althans waarvan sommige zijn te verwachten in de oester spijsverteringskanaal als algenbiomassa gehydrolyseerd.

Oyster Gut Microbiome

de oester gut microbiome herbergt een soortenrijke of OTU-rijk dan wel door de maag microbiome gebaseerd op waargenomen soorten (S _{obs) en ACE en Chao1 diversiteit schatters (Tabel 5). Deze indices geven ook aan dat magen en darmen van Lake Caillou oesters haven minder OTU dan Hackberry Bay oesters. Aldus OTU rijkdom varieert oester weefsels (bijvoorbeeld maag en darm) en is goed gedocumenteerd voor de menselijke microbiome [53], maar ook lijkt te variëren tussen populaties. De bron van variaties in rijkdom tussen oester populaties is niet bekend.}

Variaties in rijkdom Ondanks de darmen microbiome niet noodzakelijkerwijs meer divers dan de maag microbiome basis van Shannon en inverse indices Simpson en de gelijkmatigheid schatter, die elk zijn vergelijkbaar voor de Lake Caillou darm microbioom en de twee Hackberry Bay microbiomes (tabel 5). Deze overeenkomst geeft aan dat in sommige gevallen de structuur van oesters microbiome diversiteit (rijkdom en gelijkmatigheid) onafhankelijk van het spijsverteringsstelsel en phylotype samenstelling. In tegenstelling tot alle diversiteit indices voor het Lake Caillou maag microbiome zijn aanzienlijk lager dan voor Hackberry Bay magen, en lager dan voor zowel de darm microbiomes ook. Dit kan worden toegeschreven aan de dominantie in Lake Caillou oester magen van Mollicute OTU (bijvoorbeeld, Tabel 5 en Fig. 1a).

De samenstelling darm microbiomes uit Louisiana oesters verschilt van die van andere weekdieren en van die van andere zee- en niet-zeedieren (fig. 5). Gruenthal [54] is gebleken dat Proteobacteriën domineren (> 80%) de darm microbiomes van Californië zwarte ( haliotis cracherodii
) en witte zeeoren ( H
sorenseni
. ); Actinobacteria, Chloroflexi, Planctomyces en Verrucomicrobia lijken afwezig beide te zijn. Huang et al. [41] blijkt dat mollicuten en δ-Proteobacteria domineren de darm van de kleine abalone. Cardoso et al. [55] melden dat Bacteroidetes en Firmicutes domineren de darm van de buikpotige slak, grote agaatslak
. Firmicutes samen met Bacteroidetes, Proteobacteria en Actinobacteria domineren het lef van andere ongewervelde dieren (bv, bodem-voeden termieten [56] en kakkerlakken [57]) en gewervelde dieren (bijvoorbeeld, herbivoor mariene vissen [58], graskarper, [31], [ ,,,0],59] en primaten [60]), terwijl mollicuten domineren de ingewanden van bepaalde vis [30], [36]. Daarentegen Proteobacteria slechts goed voor ongeveer 20% van de darm samenstelling van de oesters in deze studie Chloroflexi, Planctomyces en Verrucomicrobia elk relatief overvloedig en Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes en mollicuten dragen elk ongeveer 10% of minder (Fig. 1a;. Tabel 3)

Deze verschillen in samenstelling tussen darm systemen ontstaan ​​door de effecten van meervoudige interactie variabelen, zoals darm architectuur, verteringsfysiologieonderzoek, voeding, en de mate waarin hosts en microbiomes hebben symbiotisch [61 ontwikkeld ] - [63].

• PLoS ONE: Cannabinoid HU210 Beschermt Geïsoleerde Rat Maag tegen Impairment Veroorzaakt door Serum van ratten met experimentele Acute Pancreatitis
• PLoS ONE: Chitinase mRNA Niveaus door kwantitatieve PCR met behulp van de Single Standard DNA: Zuur Mammalian Chitinase Is een Major Transcript in de muis maag