PLoS ONE: Analyse av magen og tarmen Microbiomes i det østlige Oyster (Crassostrea virginica) fra Coastal Louisiana, USA

Abstract

Vi brukte høy gjennomstrømning pyrosekvensering for å karakterisere mage og tarminnholdet microbiomes av Crassostrea virginica
, påske østers, hentet fra to steder, ett i Barataria Bay (Hackberry Bay) og den andre i Terrebonne Bay (Lake Caillou), Louisiana, USA. Mage microbiomes i østers fra Hackberry Bay ble overveldende dominert av Mollicutes mest knyttet til Mycoplasma
; et mer rikt samfunn dominert av Planctomyctes skjedde i Lake Caillou østers mager. Gut samfunn for østers fra begge områdene skilte seg fra mage samfunn, og næret et relativt variert samling av phylotypes. Phylotypes mest knyttet til Shewanella Hotell og en Chloroflexi belastning dominerte Lake Caillou og Hackberry Bay gut microbiota, henholdsvis. Mens mange medlemmer av mage og tarm microbiomes syntes å være transienter eller opportunister, ble en antatt kjerne mikrobiomer identifisert basert på phylotypes som skjedde i alle mage eller tarm prøver bare. Den antatte kjerne magen mikrobiomer omfattet fem Otus i tre phyla, mens den antatte kjerne gut mikrobiomer inneholdt 44 Otus i 12 phyla. Disse resultatene kollektivt avdekket nye mikrobielle samfunn innenfor østers fordøyelsessystemet, funksjoner av østers mikrobiomer er i stor grad ukjent. En sammenligning av microbiomes fra Louisiana østers med bakteriesamfunn rapportert for andre marine virvelløse dyr og fisk indikerte at bløtdyr microbiomes var mer lik hverandre enn å microbiomes av flerbørstemark tifotkreps og fisk

Citation. Kongen GM, Judd C , Kuske CR Smith C (2012) Analyse av magen og tarmen Microbiomes i det østlige Oyster ( Crassostrea virginica
) fra Coastal Louisiana, USA. PLoS ONE 7 (12): e51475. doi: 10,1371 /journal.pone.0051475

Redaktør: Josh Neufeld, University of Waterloo, Canada

mottatt: 8. juni 2012; Godkjent: 05.11.2012; Publisert: 12.12.2012

Dette er en åpen-tilgang artikkelen, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement

Finansiering:. Forfatterne erkjenner NSF award OCE-1043126 og GoMRI-LSU midler til GK for støtte av GK, CS og CJ. Den 454 Titanium sekvensering ble levert av en Los Alamos National Laboratory Laboratory Regi Forskning og Utvikling Grant (LDRD) til CRK (20080464ER). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer

Innledning

Den østlige østers, Crassostrea virginica
, er godt kjent for sin kommersielle verdi og betydning som en "økosystem ingeniør" [1] - [3]. Volumene har vært skrevet om sin biologi og økologi, herunder samhandling med bakterier og andre mikrober. Mye av denne litteraturen har lagt vekt på sykdommer [4], [5] og tilstedeværelsen av menneskelige patogener, spesielt Vibrio parahaemolyticus Hotell og V
. vulnificus product: [6] -. [9]

Mange studier har adressert andre aspekter av østers-bakterier interaksjoner. Cristispira
har blitt identifisert som en symbiont forbundet med krystallinske stil, et bløtdyr fordøyelses struktur [10]. Stappia product: (nå Labrenzia
) har blitt isolert fra C
. gigas Hotell og C
. virginica
, og i sistnevnte innblandet som en antagonist for agens av Juvenile Oyster Disease [11]. Kultur-avhengige studier har preget Vibrio Hotell og andre slekter assosiert med bulk dyr og spesifikke vev [6] - [8], [12], [13] inkludert identifisering av "urfolk" bakterier i C . gigas
hemolymfe [14], [15]. Slike studier har også vist at en østlige Middelhavet oljeutslipp ikke påvirker østers-forbundet bakterier [16]. Kultur-uavhengige studier har dokumentert mønstre av mangfold blant ulike befolkningsgrupper og vev, sammenlignet klekkeri-hevet og ville dyr, og identifisert ε-Proteobacterium, Arcobacter
, som en viktig bidragsyter til den mikrobielle samfunn i den chilenske østers Tiostrea chiliensis product: [17].

til tross for patogen-forbundet og fingerprinting studier oppsummert ovenfor, og potensialet betydningen av bakterier for østers næringsstoff oppkjøpet, finnes overraskende lite informasjon om østers mage og tarm mikrobiomer mangfold. Selv om pH-verdier på mage og tarmvevet er like, og partikkeltransittider relativt kort (ca 1-2 timer) under aktiv mating [18], er det uklart om karakteristiske samfunn eksisterer i innholdet i disse vev; det er like usikkert hvor microbiomes kan variere innenfor en populasjon eller på tvers av populasjoner. For å løse disse spørsmålene, vi hentet to sett med tredoble dyr, ett sett hver fra Hackberry Bay og Lake Caillou i kyst Louisiana i løpet av sommeren 2010. Disse to geografisk atskilte områder (Barataria Bay og Terrebonne Bay, henholdsvis) representerer økonomisk viktige kilder til østers , og oppleve lignende salinitet regimer og variasjon [19]. Vi samlet inn separate magen og tarminnhold, og sekvensert PCR-amplifiserte 16S rRNA gener ved hjelp av en pyrosekvensering plattform (Roche Diagnostics 454 Titanium). Resultatene viste betydelig differensiering mellom mage og tarm microbiomes av dyr fra ett sted (Lake Caillou), men noe mindre differensiering for det andre området (Hackberry Bay). Spesielt, sto Mollicutes for > 80% av alle bakterielle sekvenser i magen microbiomes av Lake Caillou østers, men < 10% av Hackberry Bay østers. Magen Otus også inkludert aktinobakterier, Chloroflexi, firmicutes, planctomycetes, Proteobacteria, og Spartobacteria. Chloroflexi, Mollicutes, planctomycetes og Spartobacteria kan omfatte en antatt kjerne magen mikrobiomer, mens Chloroflexi, firmicutes, kan α-Proteobacteria og verrucomicrobia spinosum bidra til en antatt kjerne gut mikrobiomer.

Materialer og metoder

Prøve innsamling

Østers ble samlet 4. august 2010 fra Hackberry Bay, en liten bukt tilstøtende Barataria Bay, Louisiana, USA. Dette området var upåvirket av olje fra Deepwater Horizon oljeutslipp [20]. Tredoble østers ble holdt på is (< 6 timer) for primær behandling ved Louisiana Sea Grant Oyster Klekkeri, Grand Isle, LA, USA. De eksterne ventiler ble grundig rengjort for å fjerne overflateforurensing, og deretter forsiktig åpnet forlater dyret intakt. Mageinnholdet til enkelte dyr ble testet ved bruk 23-måle nåler og 1-cm ^{3 sprøyter, noe som gir ca 0,2 cm 3 av væske, som ble overført til sterile 1,5 cm 3 mikrofugerør. Gut Innholdet ble oppnådd ved å lokalisere tarmen hos hvert enkelt dyr og deretter forsiktig ekstrudering hindgut materiale fra anus til sterile 1,5 cm 3 mikrofugerør. Mage og tarminnhold ble fraktet på is til et laboratorium ved Louisiana State University (LSU) hvor DNA ble ekstrahert ved hjelp av en Mobio PowerMax jord utvinning kit (Mobio Laboratories, Inc., Carlsbad, California) å følge produsentens instruksjoner med tillegg av en fryse (ved -80 ° C, 10 min) /tine (ved 60 ° C, 5 min) syklusen gjentatt tre ganger. Et annet sett med østers innsamlede 1. september 2010 fra Caillou Bay (Caillou Lake), Louisiana, USA ble behandlet på samme måte med unntak av at dyrene ble fraktet på is til LSU laboratoriet før prøvetaking magen og tarminnhold. Dette området var også upåvirket av Deepwater Horizon oljeutslipp. Prøvetaking tillatelser var ikke nødvendig for enten området.}

DNA analyse

DNA-ekstrakter fra alle prøvene ble forsterket av PCR med Platinum high-fidelity DNA polymerase (Life Technologies Corp, La Jolla, CA) i 25 ul reaksjoner ved anvendelse av standardprotokoller med unntak av en 68 ° C temperaturutvidelse, og primere 515f og 806r modifisert med strekkoder og adaptere for sekvensering ved å bruke Roche 454 pyrosekvensering plattform med titan kjemi [21]. Hver reaksjonsblanding inneholdt 11,5 pl vann, 2,5 ul 10X hi-fi-buffer (Life Technologies Corp., La Jolla, CA), 0,75 ul av 100 mM dNTP, 1 ul MgSO _{4, 5 pl 0,5 mg ml ^{-1 BSA, 1,5 mL for hver av 515f og 806r primere, 0,2 mL high-fidelity DNA polymerase (Life Technologies Corp, La Jolla, CA), og en fil av utvunnet DNA. Reaksjonsblandingene ble denaturert i 3 minutter ved 94 ° C, etterfulgt av 26 sykluser ved 94 ° C i 1 min, 1 min ved 54 ° C, og 2 minutter ved 68 ° C, med en 10 min forlengelsestrinn ved 68 ° C etter sykluser var fullført. Triplikate reaksjoner for hver prøve ble slått sammen, og deretter en avsluttende blanding ble fremstilt for sekvensering ved tilsetning av amplikonene fra hver prøve i like store masser. Pyrosekvensering ble utført av Los Alamos National Laboratory sekvense anlegget, noe som resulterer i totalt 237 842 rå leser med en gjennomsnittlig lengde på 295 bp. Sekvenser er blitt sendt til MG-RAST-server som 4501864.3-4501873.3 (http://metagenomics.anl.gov/linkin.cgi?project=1994).}}

Sekvensanalyse

Rå sekvenser med kvalitetspoeng ble behandlet ved hjelp av tre rørledninger. PANGEA [22] ble brukt til å sammenligne fylogenetisk sammensetningen av prøvene som Otus ble klassifisert ved hjelp MEGABLAST med en referansedatabase som inneholder 170,273 helaftens 16S rRNA gensekvenser fra bakterier og Archaea isolater. Raw leser ble undersøkt ved hjelp av standardverdier (Gjennomsnittlig score kvalitet, 20, minimum lengde, 100 bp) [22]. Leser ble binned basert på strekkoder, som ble trimmet før MEGABLAST. Sekvenser ble tildelt domene /phylum, klasse /ordre /familie og slekt og art nivåer, henholdsvis ved hjelp av likheten terskelverdier på 0,8, 0,9, 0,95 og 0,99 for [22]. Sekvenser som ikke er klassifisert av MEGABLAST ble gruppert i Otus basert på de samme likhets terskler. PANGEA opprettes også en andre analyse hvor alle prøvene besto av et likt antall lyder; disse normaliserte eksempeldatasettene ble bygget ved hjelp av sekvenser tilfeldig valgt uten erstatning fra den opprinnelige screenet eksempelfilene. Blandingene i mage og tarm prøver ble sammenlignet ved bruk av hovedkomponentanalyse etter eliminering enkelts (sekvenser representert bare én gang på hele datasettet), og etter å ha fjernet cyanobacterial og eukaryote sekvenser (chloroplast og mitokondrielle 16S rRNA fra algeceller i magen og tarmene). Av de gjenværende sekvensene som er identifisert ved et rekken nivå eller lavere, representative sekvenser for otus utgjør ≥0.1% av den totale ble utvalgt manuelt ved hjelp av MEGABLAST i GenBank. Eventuelle sekvenser feiltolkes av PANGEA ble reklassifisert til nødvendig

CloVR rørledning [23] ble brukt med standardinnstillingene (for eksempel gjennomsnittlig kvalitet poengsum, 25; minimum lengde, 100 bp). For å lage analyser basert på taksonomiske bevisn (dvs. prøve sammensetning) og sekvens fylogeni. For dette formål, CloVR anvendes en hybrid rørledning bestående av Mothur sub-rutiner som er klassifisert sekvenser med RDP databasen, og QIIME sub-rutiner for ulike statistiske analyser. Etter å ha fjernet cyanobakterielle og eukaryote sekvenser, otus klassifisert ved CloVR som utgjorde ≥0.1% av den totale gjenværende leser ble utsatt for manuell utvelgelse som ovenfor. Justert representative sekvenser for rubrikkannonser, kuratert Otus ble deretter brukt for en rask UniFrac analyse (http://bmf2.colorado.edu/fastunifrac/) basert på en nabo-sammenføyning treet som input.

Mothur rørledning [ ,,,0],24] ble brukt sammen med strengere verdier enn de andre plattformer for sekvens trimming (dvs. et bevegelig vindu på 50 bp med en gjennomsnittlig kvalitet score på 35, minimum lengde, 100 bp). Den "klassifisere" funksjon av Mothur rør ble anvendt for å identifisere prøven preparat for otus representerer ≥0.1% av databasen etter fjerning cyanobacterial og eukaryote sekvenser. De resterende sekvensene ble kuratert som ovenfor. Disse kuratert sekvenser pluss de mindre Otus unntatt enkeltfødte ble brukt til å generere diversitetsindekser for prøvene uavhengig av taksonomiske identifikasjoner (f.eks Shannon, inverse Simpson og jevnhet indekser).

Resultater

pre- rutiner for de tre rørledninger ansatt i denne studien resulterte i markert forskjellige sekvensnumre for analyse (tabell S1). PANGEA ga det største antall lese (199 592), og Mothur ga den minste (45626). Sekvenser mest knyttet til cyanobakterier og eukaryoter (kloroplaster og mitokondrielle 16S rRNA gener) dominerte trimmet datasettene (> 70%) uavhengig av deres størrelse (tabell S1). Disse sekvensene ble eliminert fra videre analyser. Singleton sekvenser representert fra 0,5% (CloVR) til 5,9% (PANGEA) av datasettene etter pre-prosessering; disse sekvensene ble også eliminert for å minimere konsekvensene av sekvense feil. Kimære sekvenser ble ikke identifisert i ved PANGEA, men viste seg å utgjøre bare en liten brøkdel (< 0,2%). Av den totale sekvensen angitt (tabell S1) basert på resultater fra CloVR og Mothur

Flere mønstre først gjennomgående . Den relative overflod av Otus i prosent av antall sekvenser analysert viste at Lake Caillou østers mage og tarm mikrobiomer komposisjoner skilte seg vesentlig (fig 1a,. Bord 1, 2). Et lite antall Mollicute Otus dominerte tidligere, mens Chloroflexi (for det meste Caldilineae), firmicutes, γ-Proteobacteria og verrucomicrobia spinosum (Spartobacteria) dominerte senere. Alle tre rørledninger avslørte også forskjeller mellom Hackberry Bay østers mage og tarm microbiomes (fig 1a,. Bord 1, 2), men forskjellene var mindre markert enn for Lake Caillou østers. Forskjeller mellom Hackberry Bay mage og tarm microbiomes skyldes hovedsakelig beskjedne endringer i flere linjene (f.eks Chloroflexi, firmicutes, α-Proteobacteria, δ-Proteobacteria, planctomycetes og Spartobacteria). I tillegg har hver av rørledningene viste tydelige forskjeller mellom de microbiomes av de to populasjonene fra Hackberry Bay og Lake Caillou. De mest merkbare forskjeller skjedde mellom de to sett med mage microbiomes, med noe mindre differensiering mellom gut microbiomes (Fig. 1a, Bord 1, 2).

Til tross for mange likheter, Pangea, CloVR og Mothur utgang skilte seg i viktige henseender. I forhold til CloVR og Mothur, PANGEA identifisert færre Proteobacteria, Mollicutes og verrucomicrobia spinosum i Hackberry Bay østers mage microbiomes, og færre aktinobakterier, Chloroflexi, planctomycetes, og verrucomicrobia spinosum i gut microbiomes. PANGEA også konsekvent spilt en større andel av "uklassifiserte" sekvenser enn gjorde CloVR eller Mothur; PANGEA ikke identifisere 60% av Hackberry Bay østers mage sekvenser utover domenenivå (tabell 1, 2).

Forskjeller ble også observert i taksonomiske bevisn av de mest tallrike Otus (tabell 3). Pangea, CloVR og Mothur alle rapporterte planctomycetes som en av to like mest tallrike Otus i Hackberry Bay østers mage microbiomes, men de spesifikke bevisninger innenfor planctomycetes forskjellig. De overbevisninger i andre Otu også forskjellig, inkludert en gruppen Firmicutis (PANGEA), Spartobacteria (CloVR) og Mollicute (Mothur). I tillegg PANGEA rapporterte en sekvens relatert til Mycoplasma mobile
som den mest tallrike Otu for Hackberry Bay østers gut microbiomes, mens de andre rørledninger rapporterte en Chloroflexi stamme (tabell 3). I motsetning til de tre rørledninger viste mye nærmere avtale om Lake Caillou prøver: alle funnet at en Otu nært knyttet til M
. mobile
var mest tallrike i magen microbiomes, og en Otu nært knyttet til en Shewanella
sp. var mest tallrike i tarm microbiomes. De to Shewanella
isolater rapporteres, MOLA 59 (PANGEA) og THt8-1 (CloVR og Mothur), var identiske over nucleotide posisjoner analysert. Men Shewanella
sp. THt8-1 og Shewanella
sp. MOLA 59 ble isolert fra terrestriske planter og marine kilder, henholdsvis.

Analyser av sammensetning (phyla og klasser) av 284 klassifisert Otus (Fig. 1b) avslørte mønstre som sin retning noe fra de som er basert på relativ overflod av phyla og klasser blant alle sekvenser (fig. 1a). Først forskjeller mellom mage og tarm microbiomes innenfor et område og på tvers av nettsteder basert på Otu sammensetning var mindre tydelig enn de som er basert på forekomstfrekvensen (Fig. 1a vs. 1b). Dette var tydelig for stor (f.eks Chloroflexi, firmicutes, γ-Proteobacteria, δ-Proteobacteria og Planctomyces) og mindre (f.eks Archaea, β-Proteobacteria, og Spartobacteria) bidragsytere til Otu sammensetning (Fig. 1b). For det andre, den prosentvise bidraget fra noen phyla og klasser til gradert Otus ble betydelig overrepresentert i forhold til deres overflod i sekvensen datasettet, mens andre phyla og klasser ble betydelig underrepresentert (Fig. 1a, b). Mollicutes var sterkt overrepresentert i Hackberry Bay og Lake Caillou mage microbiomes, men underrepresentert i gut microbiomes. Chloroflexi og Planctomyces ble også overrepresentert i Lake Caillou østers gut og Hackberry Bay østers mage og tarm microbiomes, mens α- og β-Proteobacteria var underrepresentert i alle microbiomes (Fig. 1a, b).

En tilsvarende mønster ble observert når den fylogenetisk sammensetningen av alle Otus som skjedde i sammenslåtte Hackberry Bay og Lake Caillou mage microbiomes ble sammenlignet med sammensetningen av Otus som skjedde i eller ble delt (SHR-S) på begge nettstedene. Spesielt ble Chloroflexi, Mollicutes, Planctomyces og Spartobacteria overrepresentert blant SHR-S Otus (fig. 2). Tilsvarende vil en sammenligning av Otus forekommende i sammenslåtte Hackberry Bay og Lake Caillou gut microbiomes med den delte gut Otus (SHR-G) viste at Chloroflexi, firmicutes, α-Proteobacteria, Planctomyces og verrucomicrobia spinosum var overrepresentert (fig. 2). Antallet SHR-S otus (44) var mye mindre enn antallet SHR-G otus (112), der sistnevnte utgjorde nesten 40% av alle klassifisert otus, og en enda større andel av de som finnes i tarmen microbiomes (tabell 4).

Otus som skjedde unikt i mage eller tarm microbiomes av både Hackberry Bay og Lake Caillou østersbestander (SHRU-S, SHRU-G) representerte en annen distinkt undergruppe. Den SHRU-S mikrobiomer var representert med bare fem av 44 SHR-S Otus i bare tre fyla /klasser, og utgjorde bare 2,1% av 284 totalt Otus identifisert i den kollektive mage og tarm microbiomes (tabell 4). Derimot ble det SHRU-G mikrobiomer representert med 44 av 112 SHR-G Otus i 12 fyla /klasser, og sto for 15,5% av alle identifiserte Otus (tabell 4). Sammensetningen av SHR-S og SHRU-S mikrobiomer Otus skilte seg markert, mens forskjellene mellom SHR-G og SHRU-G microbiomes var begrenset til færre phyla og klasser (fig. 2).

I tillegg til variasjon mellom magesekken og tarmen fylogenetisk sammensetning, de microbiomes varierte mellom de replikere østers fra hvert område. For noen phyla og klasser, relative Forekomsten var lik blant replikater, og variabilitet (uttrykt som standardfeil av middelverdien) ble de samme for hver av de tre rørledninger (se for eksempel Mollicutes og α-Proteobacteria i mage- og tarm microbiomes henholdsvis; tabell 1, 2). Men i mange tilfeller replikater varieres betydelig, og graden av variabilitet var forskjellig mellom rørledninger. Mollicutes i Hackberry Bay gut mikrobiomer, for eksempel, ble observert på bare 1 av 3 gjentak av CloVR og Mothur, og var uforholdsmessig rikelig i en gjengivelse ifølge PANGEA (tabell 2).

Variasjon mellom gjentak ble tatt til fange av klyngeanalyse (fig. 3) og en hovedkomponent-analysen (PCA) av CloVR resultater ved hjelp av UniFrac avstander (fig. 4a, b), og også ved PCA av de relative Forekomsten av graderte otus (fig. S1). Resultater fra en klyngeanalyse ved bruk av vektet UniFrac beregning viste at Lake Caillou magen gjentak og Hackberry Bay gut replikerer hver dannet distinkte klynger, og at de enkelte replika var relativt nær i avstand. De resterende mage og tarmprøver var mye mindre sammenhengende, med gjentak løst på større avstander. Uvektet UniFrac PCA viste at Lake Caillou gut microbiomes gruppert sammen på aksen en og to, men som reproduserer for de andre microbiomes var mye mer spredt, selv om skillene mellom områder og mellom tarmen og magen holdt seg tydelig (Fig. 4a). Vektet UniFrac PCA, som regnes som den relative Forekomsten av Otus, viste at Lake Caillou magen og Hackberry Bay gut gjentak dannet relativt tette klynger på begge akser, mens replikater for de øvrige microbiomes ble spredt (Fig. 4b). De to mage microbiomes forble godt atskilt på PCA akse 1, men gut microbiomes gruppert sammen (fig. 4b).

Diskusjoner

Vi presenterer her de første detaljerte analyser av Crassostrea virginica
mage og tarm mikrobiomer komposisjoner. Utvalgsstørrelsen (tredoble dyr for hver av to steder) og enkelt prøvetaking frist ekstrapolering av resultatene, men gir en rekke nye innsikter. Tidligere studier har understreket dyrkbare medlemmer av tarmen samfunnet, hele dyr, patogener (menneskelige og østers), eller bestemte grupper som kan bidra til fordøyelsen, for eksempel Cristispira product: [5], [8] - [11] , [13], [25]. Dyrking fritt tilnærminger har avslørt Arcobacter plakater (ε-Proteobacteria) som en viktig bidragsyter til mikrobielle samfunn av hele chilenske østers, Tiostrea chilensis
, men hele vev bestemte foreninger har ikke blitt rapportert [17 ]. Hernádez-Zárate og Olmos-Soto [26] har brukt gruppespesifikk FISH og PCR for å identifisere bakterier i C
. Gigas
vev, men de gjorde ikke sekvensen PCR amplikonene eller rapportere relative Forekomsten av spesifikke fylogenetiske grupper. Nylig ble en PCR og DGGE studie av C
. virginica
har rapportert romlige og sesongforskjeller av hele dyre microbiomes for to populasjoner fra Maine (USA), men fylogenetisk sammensetningen har ikke blitt vurdert kvalitativt eller kvantitativt [27], og heller ha variasjoner mellom enkelte dyr er beskrevet.

Partiell 16S rRNA gensekvensene avledet fra høy gjennomstrømning pyrosekvensering som anvendt i denne undersøkelsen avslører forskjeller i østers mikrobiomer sammensetningen på flere nivåer, selv om noen av detaljene i preparatet varierer med den rørledning som er valgt for sekvensanalyse (for eksempel tabellene 1 , 2). Se Hjelpemiddel Informasjon S1 for ytterligere diskusjon av disse forskjellene, som ikke påvirker mønstre av variasjon mellom mage og tarm microbiomes eller variasjoner mellom områder.

Totalt sett viser resultatene store forskjeller mellom mage og tarm microbiomes, og mellom mage microbiomes av dyr fra Hackberry Bay og Lake Caillou (f.eks fig 1a, b og 2,. Bord 1, 2). I tillegg er mikrobiomer blandingene i de enkelte replikate dyr varierer (fig. 3, 4). Variasjoner mellom mage og tarm microbiomes sannsynlig reflektere detaljene i fordøyelsessystemet, men forskjellene mellom områder og blant gjentak foreslå at mikrobiomer sammensetning kan svare på lokale faktorer, og kanskje til genetiske forskjeller mellom individer. Analogt variasjon har blitt rapportert for andre dyr [28], [29].

Oyster Magen mikrobiomer

Basert på hyppigheten av Otu forekomst, magen mikrobiomer av østers fra Louisiana kan eksistere i på minst to stater. Mollicutes mest knyttet til Mycoplasma
overveldende dominere ØNSKES sekvenser (> 80%) av en stat representert ved Lake Caillou østers (fig 1a,. Bord 1, 3). Ingen annen klasse bidrar med mer enn ca. 2%. Planctomycetes dominerer (23% -33%) den alternative uttalelse at av Hackberry Bay østers (fig 1a,. Bord 1, 3) - men flere andre grupper også oppstå i magen på disse østers på beskjedne hopetall, f.eks Chloroflexi (8 %), firmicutes (9% -11), Mollicutes (5% -9%), Proteobacteria (5% -12%), og verrucomicrobia spinosum (3% -14%). I tillegg er to likeledes rikelig Otus som tilhører ulike phyla (Planctomyces og enten firmicutes, Tenericutes eller verrucomicrobia spinosum) dominerer Hackberry Bay østers magene på en artsnivå (evolusjonær avstand = 0,03, tabell 3). Andelen graderte Otus regnskapsføres etter ulike phyla og klasser er også konsistent med to forskjellige stater for magen mikrobiomer (fig. 2), men forskjellene er mindre uttalt for denne beregningen enn for frekvensbaserte estimater av komposisjon. UniFrac PCA (vektet og uvektet) og cluster-analyser gir ekstra støtte for "to state" -konseptet (Fig. 3, 4).

Den fysiologiske og økologiske betydningen av disse østers mage microbiomes er usikkert. Dominans av Mollicutes eller planctomycetes er noe uvanlig i forhold til andre microbiomes [28], [30] - [32], selv om Mollicutes vises rikelig i fordøyelseskjertelen i Sydney stein østers ( Saccostrea glomerata
) og i tarmen av abalone, Haliotis diskos hannai product: [33], [34]. Mollicutes har også blitt rapportert i østers gut slimceller basert på mikroskopiske bevis [25], og dokumentert for andre virvelløse dyr og fisk guts av kulturbasert og molekylære økologiske metoder [30], [35] - [42]. Ellers relativt lite er kjent om deres assosiasjoner med virvelløse fordøyelsessystem. Faktisk, de økologiske roller Mollicutes mer generelt er usikre, med noen rapporter om patogenesen i utvalgte fisk og virvelløse dyr [43] -. [46], men andre rapporter som indikerer noen form for kommensialisme [30], [39]

Så langt genomisk bevis tilbyr noen innsikt, ettersom den genetiske repertoar av Mycoplasma mobile
, den taxon mest nært knyttet til østers Otus, er begrenset i omfang [47]. M
. mobile
congenerics i østers magen kan bare formere seg ved hjelp av underlaget produsert av verten eller andre mikrober under fordøyelsen; lignende forslag har blitt gjort på kontoen for Mollicute foreninger med kaldtvannskoraller [39]. Likevel kan muligheten for at Mollicutes kan bidra symbiotically for hær ikke sies opp.

Rollen Planctomyces i fordøyelsessystemer er også usikkert. Selv om de er økologisk viktige medlemmer av det marine bacterioplankton, funksjonelt varierte og forbundet med alger, virvelløse dyr og virveldyr [48], [49], de vanligvis forekommer ved relativt lave Forekomsten i gut microbiomes (< ca 5%) [30] - [32]. Men resultatene fra denne studien tyder på at man ikke kjenner forholdene i Hackberry Bay østers magen favør planctomycetes spredning (tabell 1).

Det er fristende å spekulere her, som andre har andre steder [50], som Pirellula
-lignende medlemmer av østers mikrobiomer utnytte sulfatalge polysakkarider for vekst, ettersom mange gener putatively koder for sulfohydrolase enzymer har blitt observert i Rhodopirellula baltica
genom [51], og siden sulfaterte polysakkarider kan være allment inntas av østers som en konsekvens av fytoplankton forbruk. Muligheten til å bruke sulfat polysakkarider vil dermed gi en forklaring på planctomycetes overflod. Dessverre, de fylogenetiske relasjoner mellom R
. Baltica Hotell og planctomycetes Otus identifisert i denne studien er utilstrekkelige til å støtte slike slutninger. Likevel, alt Blastopirellula
, Pirellula
, og Rhodopirellula
isolater karakterisert oppdatert bruke et bredt spekter av enkle ikke-sulfatert sukker [48], [49], [ ,,,0],52], i hvert fall noen av dem er sannsynlig i østers fordøyelseskanalen som algebiomasse er hydrolysert.

Oyster Gut mikrobiomer

østers gut mikrobiomer havner en mer speciose eller Otu-rike samfunnet enn gjør magen mikrobiomer basert på observerte arter (S _{OBS) og ACE og Chao1 mangfold estimatorer (tabell 5). Disse indeksene indikerer også at mager og guts av Lake Caillou østers havnen færre Otus enn Hackberry Bay østers. Dermed varierer Otu rikdom mellom østers vev (f.eks, mage og tarm) som er godt dokumentert for menneske mikrobiomer [53], men også ser ut til å variere mellom populasjoner. Kilden til variasjoner i rikdom blant østersbestander er ukjent.}

Variasjoner i rikdom til tross, tarmen mikrobiomer er ikke nødvendigvis mer mangfoldig enn magen mikrobiomer basert på Shannon og invers Simpson indekser og jevnhet estimator, som hver er lik for Lake Caillou gut mikrobiomer og de to Hackberry Bay microbiomes (tabell 5). Denne likheten tyder på at det i noen tilfeller strukturen av østers mikrobiomer mangfold (rikdom og jevnhet) er uavhengig av fordøyelsessystemet og phylotype komposisjon. I motsetning til alle diversitetsindekser for Lake Caillou magen mikrobiomer er vesentlig lavere enn for Hackberry Bay mager, og lavere enn for både gut microbiomes også. Dette kan tilskrives den dominans i Lake Caillou østers mager av Mollicute Otus (f.eks Tabell 5 og Fig. 1a).

Sammensetningen av gut microbiomes fra Louisiana østers skiller seg fra andre bløtdyr og fra det av andre marine og non-marine dyr (fig. 5). Gruenthal [54] har vist at Proteobacteria dominerer (> 80%) tarm microbiomes av California svart ( Haliotis cracherodii
) og hvit abalone ( H
sorenseni
. ); Aktinobakterier, Chloroflexi, Planctomyces og verrucomicrobia spinosum synes å være fraværende fra begge. Huang et al. [41] angir at Mollicutes og δ-Proteobacteria dominerer tarmen av den lille abalone. Cardoso et al. [55] rapport som bacteroidetes og firmicutes dominere tarmen av gastropod sneglen, Achatina Fulica
. Firmicutes sammen med bacteroidetes, Proteobacteria og aktinobakterier dominere guts av andre virvelløse dyr (f.eks jord-fôring termitter [56] og kakerlakker [57]) og virveldyr (f.eks planteetende marine fisker [58]; gress karpe, [31], [ ,,,0],59] og primater [60]), mens Mollicutes dominere guts av noen fisk [30], [36]. I motsetning til dette, Proteobacteria utgjør bare omtrent 20% av tarmen sammensetningen av østers i denne studien, Chloroflexi, Planctomyces og verrucomicrobia spinosum hver er relativt rikelig, og aktinobakterier, bacteroidetes, firmicutes, og Mollicutes hver bidra med omtrent 10% eller mindre (fig. 1a,. tabell 3)

Disse forskjellene i sammensetning mellom gut systemer oppstår fra virkningene av flere samvirkende variabler, inkludert gut arkitektur, fordøyelsesfysiologi, kosthold, og i hvilken grad vert og microbiomes har utviklet seg symbiotically [61 ] - [63].

• PLoS ONE: cannabinoidtest HU210 Beskytter Isolert Rat mage mot verdifall forårsaket av Serum fra Rotter med eksperimentell Akutt Pancreatitis
• PLoS ONE: Chitinase mRNA nivåer av kvantitativ PCR Bruke Single Standard DNA: Surt Pattedyr Chitinase er en stor transkripsjon i Mouse Stomach