Ploche ONE: Analýza žalúdka a Gut Microbiomes východného ustrice (Crassostrea virginica) od pobrežia Louisiany, USA

abstraktné

Použili sme vysokú priepustnosť Pyrosequencing charakterizovať žalúdočné a črevné obsah microbiomes na Crassostrea virginica
, veľkonočné ustrice, získané z dvoch miestach, v Barataria Bay (HACKBERRY Bay) a druhá v Terrebonne Bay (Lake Caillat), Louisiana, USA. Žalúdočné microbiomes v ustrice z HACKBERRY zátoky boli prevažne dominuje Mollicutes najviac úzko súvisí s Mycoplasma
; viac bohatá komunita dominujú Planctomyctes došlo v Lake Caillat ustrice žalúdky. Gut spoločenstva pre ustrice z oboch miest sa líšili od žalúdka komunít, a choval relatívne rôznorodú asambláží phylotypes. Phylotypes najviac úzko súvisí s Shewanella stroje a kmeňa Chloroflexi ovládala Lake Caillat a Brestovec Bay črevnej mikroflóry, resp. Zatiaľ čo mnoho členov žalúdka a čriev microbiomes sa zdá byť prechodová alebo oportunisti, domnelý jadro microbiome bol identifikovaný na základe phylotypes, ku ktorým došlo v priebehu iba všetkých žalúdka alebo vzoriek. Domnelý Jadro žalúdok microbiome skladá z 5 OTUS v 3 kmeňov, zatiaľ čo domnelý jadro gut microbiome obsiahnutý 44 OTUS v 12 kmeňov. Tieto výsledky spoločne odhalili nové mikrobiálnych spoločenstiev v rámci ustrice tráviaceho systému, funkcie hlivy mikrobiomem sú väčšinou neznáme. Porovnanie microbiomes od Louisiany ustrice s bakteriálnymi komunít hlásených u ostatných morských bezstavovcov a rýb, mäkkýšov naznačili, že microbiomes boli viac podobné navzájom než microbiomes mnohoštetinavce, decapods a rýb

Citácia :. Kráľ GM, Judd C , KUŠKA CR Smith C (2012) Analýza žalúdka a Gut Microbiomes východného Oyster ( Crassostrea virginica
) od pobrežia Louisiany, USA. PLoS ONE 7 (12): e51475. doi: 10,1371 /journal.pone.0051475

Editor: Josh Neufeld, University of Waterloo, Kanada

prijatá: 8. júna 2012; Prijaté: 05.11.2012; Uverejnené: 12.12.2012

Toto je článok o otvorený prístup, bez všetky autorské práva, a môže byť voľne reprodukovať, distribuovať, prenášať, úprave, postavený na, alebo inak používať ktokoľvek, pre akýkoľvek zákonný účel. Práca je sprístupnený v rámci public domain venovanie Creative Commons CC0

Financovanie :. Autori uznávajú, NSF ocenenie OCE-1043126 a GoMRI-LSU financovania GK na podporu GK, ČS a CJ. Sekvenovania 454 Titanium bola poskytovaná Los Alamos National Laboratory Laboratory Directed výskum a vývoj Grant (LDRD) do CRK (20080464ER). Platcovia mal žiadnu úlohu v dizajne štúdie, zber a analýzu dát, rozhodnutie publikovať, alebo prípravu rukopisu

Konkurenčné záujmy: .. Autori vyhlásili, že žiadne konkurenčné záujmy neexistujú

Úvod

východnej ustrice, Crassostrea virginica
, je dobre známy pre finančnú hodnotu a význam ako "ekosystému inžinier" [1] - [3]. Objemy boli napísané o jeho biológii a ekológii, vrátane interakcií s baktérií a iných mikroorganizmov. Značná časť tejto literatúry zdôraznil choroby [4], [5] a prítomnosť ľudských patogénov, najmä Vibrio parahaemolyticus stroje a V
. vulnificus
[6] - [9].

Mnoho štúdií sa zaoberalo ďalšie aspekty ustríc baktérií interakcií. Cristispira
bol identifikovaný ako symbiontov spojené s kryštalickou štýlu, mäkkýšov tráviaci štruktúra [10]. Stappia
(teraz Labrenzia
) bol izolovaný z C
. gigas stroje a C
. virginica
, a v druhom zapletený ako antagonista pre pôvodcom mladistvých Oyster choroby [11]. Štúdia Kultúra závislé charakterizovali Vibrio stroje a ďalšie rody spojené s sypkých zvieratami a špecifických tkanív [6] - [8], [12] [13], vrátane identifikácie "pôvodných" baktérií vo C , gigas
hemolymfa [14], [15]. Tieto štúdie tiež ukázali, že východné Stredomorie únik ropy neovplyvnilo ustrice spojená s baktériou [16]. Kultúra nezávislé štúdie dokumentovali zákonitosti diverzity medzi rôznymi populáciami a tkanív, v porovnaní liahní-raise a divokých zvierat, a identifikoval s-Proteobacterium, Arcobacter
, ako hlavný prispievateľ do mikrobiálnej komunity čílskeho ustrice Tiostrea chiliensis
[17].

Cez patogénov spojená a odtlačky prstov štúdií vyššie zhrnuté na potenciálny význam baktérií na obstaranie ustrice živín, prekvapivo málo informácií existuje na hlivy žalúdka a čriev microbiome rozmanitosti. Aj keď hodnoty pH žalúdka a črevné tkanivá sú podobné, a tranzitný čas častíc relatívne krátkej (asi 1-2 h) pri aktívnom kŕmení [18], nie je jasné, či charakteristické komunity existujú v obsahu týchto tkanív; Rovnako tak je neisté, ako microbiomes sa môže líšiť v rámci populácie alebo naprieč všetkými skupinami obyvateľov. Na riešenie týchto otázok, sme získali dve sady trojitých zvierat, jedna sada od HACKBERRY Bay a Lake Caillat v pobrežných Louisiana Počas leta 2010. Tieto dve geograficky odlišné lokality (Barataria Bay a Terrebonne Bay, v tomto poradí) sú ekonomicky významným zdrojom ustríc a skúsenosti podobné salinity režimy a variabilita [19]. My oddelene zozbieraných žalúdočné a črevné obsah, a sekvenované PCR-amplifikovanej 16S rRNA génov pomocou Pyrosequencing platformy (Roche Diagnostics 454 titaničitý). Výsledky odhalili podstatné rozdiely medzi žalúdka a čriev microbiomes zvierat z jedného miesta (Lake Caillat), ale trochu menšie diferenciácie na inom mieste (Brestovec Bay). Pozoruhodne, Mollicutes tvorili > 80% všetkých bakteriálnych sekvencií v žalúdku microbiomes jazera Caillat ustríc, ale < 10% Brestovec Bay ustrice. Žalúdok Otus tiež Actinobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, planctomycetes, Proteobacteria a Spartobacteria. Chloroflexi, Mollicutes, planctomycetes a Spartobacteria by mohlo zahŕňať domnelú jadra žalúdočné mikrobiomem, zatiaľ čo Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria a verrucomicrobia by mohli prispieť k domnelým jadro čriev microbiome.

materiáloch a metódach

Sample Zbierka

Ustrice boli zhromaždené 4. augusta 2010 od HACKBERRY Bay, malom zálive priľahlé Barataria Bay, Louisiana, USA. Táto stránka bola ovplyvnená ropy z ropnej škvrny Deepwater Horizon [20]. Trojmo ustrice konali na ľade (menej ako 6 h) pre prvotné spracovanie v Louisiane Sea Grant Oyster liahne, Grand Isle, LA, USA. Vonkajšie ventily boli dôkladne vyčistiť a odstrániť povrchovej kontaminácie, a potom opatrne otvoril zviera opustiť bez zmeny. Žalúdočný obsah jednotlivých zvierat bolo vo vzorke za použitia 23-ihlami a 1-cm ^{3 injekčné striekačky, čím sa získa asi 0,2 cm 3 tekutiny, ktorá bola prevedená do sterilných 1,5 cm 3 mikroskúmaviek. Gut obsahy boli získané umiestnením črevo jednotlivých zvierat a opatrne vytláčaním zadného čreva materiál z konečníka do sterilnej 1,5 cm 3 mikroskúmaviek. Žalúdočné a črevné obsah bol transportovaný na ľade do laboratória na Louisiana State University (LSU), kde bola extrahovaná DNA pomocou extrakcie pôdy súpravy pre Mobi PowerMax (Mobi Laboratories, Inc., Carlsbad, CA) podľa inštrukcií výrobcu s prídavkom zmrazenie (pri teplote -80 ° C, 10 min) /topenia (pri 60 ° C, 5 min) cyklus opakuje trikrát. Druhá sada ustríc odobratých 1. septembra 2010 od Caillat Caillat Bay (Lake), Louisiana, USA boli spracované podobným spôsobom s tým rozdielom, že zvieratá boli prevezení na ľade na LSU laboratória pred odberom žalúdočné a črevné obsah. Táto stránka bola tiež ovplyvnená úniku ropy z plošiny Deepwater Horizon. Vzorkovacia povolenie sa nevyžaduje pre jeden web.}

DNA analýza

DNA extrakty zo všetkých vzoriek boli amplifikovanej pomocou PCR s Platinum hi-fi DNA polymerázy (Life Technologies Corp, La Jolla, CA) v 25 ul reakcie s použitím štandardných protokolov s výnimkou C predĺženie teplote 68 °, a primery 515f a 806r modifikované čiarových kódov a adaptéry pre sekvencovania s použitím Roche 454 Pyrosequencing platformu s titánu chémie [21]. Každá reakčná zmes obsahovala 11,5 ul vody, 2,5 ul 10x hi-fi pufra (Life Technologies Corp, La Jolla, CA), 0,75 ul 100 mM dNTP, 1 ul MgSO _{4, 5 ul 0,5 mg ml ^{-1 BSA, 1,5 ul každého z primérov 515f a 806r, 0,2 ul hi-fi DNA polymerázy (Life Technologies Corp, La Jolla, CA) a 1 ul z extrahované DNA. Reakčnej zmesi boli denaturované po dobu 3 minút pri 94 ° C, nasledovalo 26 cyklov 94 ° C počas 1 min, 1 min pri 54 ° C a 2 min pri 68 ° C, sa 10 min kroku extenzie pri 68 ° C po cykly boli kompletné. Trojitom prevedení reakcie pre každú vzorku boli spojené, a finálna zmes sa potom pripraví pre sekvencovanie pridaním amplikóny z každej vzorky v rovnakých hmotnostiach. Pyrosekvenování bol riadený sekvenčnom zariadení Los Alamos National Laboratory, čo má za následok celkom 237,842 RAW číta s priemernou dĺžkou 295 bp. Sekvencie boli predložené k serveru MG-RAST ako 4501864.3-4501873.3 (http://metagenomics.anl.gov/linkin.cgi?project=1994).}}

Sekvenčné analýza

Raw sekvencií sa skóre kvality boli spracované pomocou troch potrubia. PANGEA [22] bol použitý pre porovnanie fylogenetický zloženia vzoriek, pre ktoré boli klasifikované OTUS pomocou Megablast s referenčnou databázou, ktorá obsahuje 170,273 plnú dĺžku génu 16S rRNA sekvencie od baktérií a Archaea izoláty. Raw číta boli premietané z východiskových hodnôt (priemerné skóre kvality, 20; minimálna dĺžka 100 bp) [22]. Číta sa odloží do koša na základe čiarových kódov, ktoré boli upravené pred Megablast. Sekvencie boli priradené k doméne /kmeň, triedu /objednávky /rodiny a rodov a druhov úrovni, respektíve za použitia prahových hodnôt podobnosť 0,8, 0,9, 0,95 a 0,99 pre [22]. Sekvencie, ktoré nie sú klasifikované podľa Megablast boli zoskupené do OTUS na základe rovnakých prahy podobnosti. PANGEA tiež vytvoril druhú analýzu, v ktorej sú všetky vzorky pozostávali z rovnakého počtu číta; Tieto normalizované vzory dátové súbory boli vyrobené za použitia sekvencie náhodne vybraných bez náhrady z pôvodných tienené ukážkových súborov. Kompozícia žalúdočné a črevné vzorky boli porovnané pomocou analýzy hlavných komponentov Po odstránení singletons (sekvencie reprezentovanej iba raz v plnej dátovom súbore), a po odstránení siníc a eukaryotické sekvencie (chloroplastovou a mitochondriálnej 16S rRNA z rasových buniek v žalúdku a čriev). Zo zvyšných sekvencií, identifikovaných na úrovni kmeň alebo nižšie, reprezentatívne sekvencie pre OTUS účtovanie ≥0.1% z celkového počtu boli kurátorkou ručne pomocou Megablast v GenBank. Akékoľvek sekvencie chybne podľa Pangea boli preradené podľa potreby

CloVR potrubia [23] bol použitý s predvolenými nastaveniami (napr priemerné skóre kvality, 25; minimálna dĺžka, 100 bp). Vytvárať analýzy na základe taxonomických orientácie (tj, zloženie vzorky) a sekvencie fylogenetický. Pre tento účel, CloVR používa hybridný potrubie sa skladá z Mothur čiastkových rutín, ktoré sú klasifikované sekvencie s databázou PRV a QIIME čiastkových rutín pre rôzne štatistické analýzy. Po odstránení siníc a eukaryotické sekvencie, OTUS triedené podľa CloVR, ktoré predstavovali ≥ 0,1% z celkového počtu zostávajúcich číta boli podrobené manuálnou Curation ako je uvedené vyššie. Nevysporiadajú reprezentatívne sekvencie pre utajované, ktorej kurátorkou OTUS potom boli použité pre analýzu Fast UniFrac (http://bmf2.colorado.edu/fastunifrac/) na základe stromu suseda spájanie ako vstup.

Mothur potrubia [ ,,,0],24] bola použitá prísnejšie hodnoty ako ostatné platformy pre sekvenciu orezávanie (tj pohybujúce sa okno o 50 bp s priemerným skóre kvality 35; minimálna dĺžka, 100 bp). Ďalej len "triedenie" funkcie Mothur potrubie bola použitá na identifikáciu zloženie vzorky pre OTUS predstavujúce ≥ 0,1% z databázy po odstránení siníc a eukaryotické sekvencie. Zostávajúce sekvencie boli kurátorkou ako je uvedené vyššie. Tieto ktoré pripravila sekvencie plus drobné OTUS bez jedináčikovia boli použité na vytvorenie indexov diverzity pre vzorky nezávislých taxonomických identifikáciou (napr Shannon, inverzný Simpson je a rovnomernosť indexy).

Výsledky

pre- spracovanie rutiny troch potrubí používaných v tejto štúdii za následok výrazne odlišné poradové čísla pre analýzu (tabuľka S1). PANGEA poskytla najväčší prečítať číslo (199,592), a Mothur získa najmenej (45626). Sekvencia najviac úzko súvisí s siníc a eukaryoty (chloroplastov a mitochondriálnej 16S rRNA gény) dominovala orezané dátových sad (viac ako 70%), a to bez ohľadu na ich veľkosť (tabuľka S1). Tieto sekvencie boli odstránené z ďalších analýz. Singleton sekvenciami reprezentovanými od 0,5% (CloVR) na 5,9% (Pangea) z dátových sád po predspracovania; Tieto sekvencie boli tiež odstránené minimalizovať dopady chýb sekvenovania. Chimérická sekvencie neboli identifikované podľa Pangea, ale zdalo sa tvoria iba malý zlomok (menej ako 0,2%). Celkového poradie nastavené (pozri tabuľku S1) na základe výsledkov z CloVR a Mothur

Niekoľko vzory objavil dôsledne , Relatívna hojnosť OTUS ako percento počtu sekvencií analyzovaných ukázala, že Lake Caillat ustrice žalúdočné a črevné microbiome kompozície podstatne líši (obr 1a ,. Tabuľky 1, 2). Malý počet Mollicutes OTUS dominoval, že kým Chloroflexi (väčšinou Caldilineae), Firmicutes, γ-Proteobacteria a verrucomicrobia (Spartobacteria) dominuje neskôr. Všetky tri plynovody tiež odhalil rozdiely medzi Brestovec Bay ustríc žalúdka a čriev microbiomes (obr 1a;. Tabuľky 1, 2), ale rozdiely boli menej výrazné ako u Lake Caillat ustrice. Rozdiely medzi Brestovec Bay žalúdočné a črevné microbiomes bol predovšetkým dôsledkom skromných zmien v niekoľkých líniách (napr Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria, δ-Proteobacteria, planctomycetes a Spartobacteria). Okrem toho, každý z potrubia odhalilo výrazné rozdiely medzi microbiomes týchto dvoch populácií z HACKBERRY Bay a Lake Caillat. Medzi najvýznamnejšie rozdiely došlo medzi týmito dvoma sadami žalúdočných microbiomes, s trochu menším rozlíšenie medzi črevné microbiomes (obr. 1a tabuľky 1, 2).

Aj napriek veľa podobností, PANGEA, CloVR a Mothur výstupu líšili v dôležitých ohľadoch. Vo vzťahu k CloVR a Mothur, PANGEA identifikovať menej Proteobacteria, Mollicutes a verrucomicrobia v Brestovec Bay ustrice žalúdka microbiomes a menej Actinobacteria, Chloroflexi, planctomycetes a verrucomicrobia v črevnej microbiomes. PANGEA tiež dôsledne zaznamenal väčšie percento "nezaradených" sekvencií ako robil CloVR alebo Mothur; PANGEA neidentifikovala 60% Brestovec Bay ustrice žalúdočné sekvencií mimo úrovni domény (tabuľky 1, 2).

Rozdiely boli tiež pozorované v taxonomických orientácie z najčastejších OTUS (tabuľka 3). PANGEA, CloVR a Mothur všetkých hlásených planctomycetes ako jeden z dvoch rovnako najrozšírenejších OTUS v HACKBERRY Bay ustrice žalúdočných microbiomes, avšak konkrétne vzťahy vnútri planctomycetes líšili. Tieto vzťahy druhého OTU tiež líšili, vrátane firmicutes (Pangea), Spartobacteria (CloVR) a Mollicutes (Mothur). Okrem toho, PANGEA označená sekvencie vzťahujúce sa k Mycoplasma mobilné
ako najhojnejšia OTU pre Brestovec Bay ustrice črevnej microbiomes, zatiaľ čo ostatné potrubia vykázala kmeň Chloroflexi (tabuľka 3). Na rozdiel od toho tri potrubia ukázali oveľa užšia zmluvu o vzorkách Lake Caillat: všetko zistené, že OTU úzko súvisí s M
. mobilné
bol najhojnejšia v žalúdku microbiomes, a OTU úzko súvisí s Shewanella
sp. bol najhojnejšia v črevnej microbiomes. Dva Shewanella
izolátov bolo oznámené, MOLA 59 (PANGEA) a THt8-1 (CloVR a Mothur), boli totožné cez nukleotidových pozíciách analyzované. Avšak, Shewanella
sp. THt8-1 a Shewanella
sp. MOLA 59 boli izolované zo suchozemských rastlín a morských zdrojov, resp.

Analýzy zloženia (kmeňov a tried) z 284 klasifikovaných OTUS (obr. 1b) ukázala vzory, ktoré rozchádzalo trochu od tých, založených na relatívnej hojnosti phyla a triedy medzi všetkými sekvenciami (obr. 1a). Po prvé, rozdiely medzi žalúdočné a črevné microbiomes v rámci webu a weboch založené na OTU zloženie boli menej výrazné ako založené na frekvenciách výskytu (obr. 1a oproti 1b). Toto bolo evidentné pre hlavné (napr., Chloroflexi, Firmicutes, γ-Proteobacteria, δ-Proteobacteria a Planctomyces) a menej (napr., Archaea, β-Proteobacteria a Spartobacteria) prispievajú k OTU zloženia (obr. 1b). Po druhé, percento z niektorých kmeňov a druhov na utajovaných OTUS bola podstatne silnejšie ako vo vzťahu k ich koncentrácii v súbore dát sekvencie, zatiaľ čo iné phyla a triedy boli podstatne menej zastúpené (obr. 1a, b). Mollicutes boli veľmi nadmerne zastúpené v HACKBERRY Bay a Lake Caillat žalúdočných microbiomes, ale nedostatočne zastúpení v črevnej microbiomes. Chloroflexi a Planctomyces boli tiež nadmerne zastúpené v Lake Caillat ustríc črevom a Brestovec Bay ustrice žalúdočné a črevné microbiomes, zatiaľ čo α- a β-Proteobacteria boli zastúpené vo všetkých microbiomes (obr. 1a, b).

Podobný vzor bolo pozorované, keď fylogeneticky zloženie všetkých Otus, ku ktorému došlo v združených Brestovec Bay a Lake Caillat žalúdočných microbiomes bola porovnávaná so zložením Otus, ku ktorým došlo v spoločenstve alebo zdieľané (SHR-s) naprieč oboch miestach. Najmä Chloroflexi, Mollicutes, Planctomyces a Spartobacteria bola nadmerne zastúpená medzi SHR-S OTUS (obr. 2). Podobne porovnaní OTUS vyskytujúce sa u združených Brestovec Bay a Lake Caillat črevnej microbiomes s zdieľanej čreva OTUS (SHR-G) ukázala, že Chloroflexi, Firmicutes, α-Proteobacteria, Planctomyces a verrucomicrobia bola nadmerne (obr. 2). Počet SHR-S Otus (44) bol oveľa menší ako počet SHR-G OTUS (112), druhý z nich tvorili takmer 40% všetkých klasifikovaných OTUS, a ešte väčšie percento tých, nájdené v črevách microbiomes (Tabuľka 4).

Otus, ku ktorým došlo jednoznačne v žalúdku alebo microbiomes oboch HACKBERRY Bay a populácií Lake Caillat ustrice (Shrum-s, Shrum-G) reprezentovanú ďalšie odlišný podskupinu. Shrum-S microbiome bol zastúpený len 5 z 44 SHR-S OTUS len do 3 kmeňov /tried, a predstavovala iba 2,1% z celkových 284 OTUS stanovené v kolektívnej žalúdka a čriev microbiomes (tabuľka 4). Na rozdiel od toho Shrum-G microbiome boli zastúpené 44 112 SHR-G OTUS v 12 kmeňov /tried, a predstavoval 15,5% všetkých identifikovaných OTUS (tabuľka 4). Zloženie SHR-S a S-Shrum microbiome OTUS líšili, pričom rozdiely medzi microbiomes SHR-G a Shrum-G boli obmedzené na menšom počtom kmeňov a druhov (obr. 2).

Okrem variability medzi žalúdkom a črevné fylogeneticky zloženie sa microbiomes líšili medzi opakovania ustrice z každej stránky. Pre niektorých kmeňov a druhov, relatívna hojnosť bola podobná v opakovaní, a variabilita (vyjadrená ako smerodajná odchýlka priemeru) bola podobná pre každý z troch potrubí (pozri napríklad Mollicutes a a-Proteobacteria v žalúdočné a črevné microbiomes, v príslušnom poradí; tabuľka 1, 2). Avšak, v mnohých prípadoch v podstate replikuje meniť, a rozsah variability líšila medzi potrubia. Mollicutes v čreve mikrobiomem Brestovec Bay, napríklad, boli pozorované len v 1 z 3 opakovania podľa CloVR a Mothur, a boli neprimerane bohaté na jednej replikáciu podľa Pangea (tabuľka 2).

Variabilita medzi opakovania bol zachytený analýzou klastra (obr. 3) a analýzy hlavných komponentov (PCA) výsledkov CloVR s využitím UniFrac vzdialenosťou (obr. 4a, b), a tiež PCA relatívnych abundances utajovaných Otus (obr. S1). Výsledky z analýzy klastra s použitím váženej UniFrac metrika ukázali, že Lake Caillat žalúdka replikuje a Brestovec Bay gut replikuje každý vytvorený odlišné klastre, a že jednotlivé opakovanie pomerne blízko vo vzdialenosti. Zostávajúce žalúdočné a črevné vzorky boli oveľa menej súdržné, s opakovania vyriešené na väčšie vzdialenosti. Nevážený UniFrac PCA ukázala, že Lake Caillat čreva microbiomes zoskupené na osi jedna a dve, ale že sa replikuje na ostatné microbiomes boli oveľa rozptýlenejšie, aj keď rozdiely medzi miest a medzi čreva a žalúdka zostali viditeľné (Obr. 4a). Vážené UniFrac PCA, čo považuje za relatívnu abundances OTUS, ukázal, že Lake Caillat žalúdok a črevá Brestovec Bay replikuje každý vytvorený z relatívne úzkych klastre na oboch osiach, zatiaľ čo opakovaní pre ostatných microbiomes boli rozptýlené (pozri obr. 4b). Oba žalúdka microbiomes zostal dobre oddelené na PCA osi 1, ale črevné microbiomes zoskupené (obr. 4b).

Diskusia

Predstavujeme prvý tu detailné analýzy Crassostrea virginica
žalúdočné a črevné microbiome kompozície. Veľkosť vzorky (triplicitní zvierat každej z dvoch miest) a single Doba odberu obmedzenia extrapolácie výsledkov, ale poskytujú množstvo nových poznatkov. Predchádzajúce štúdie zdôrazňujú kultivovatelných členmi črevnej komunity, celé zvieratá, patogény (ľudské a ustrice), alebo špecifické skupiny, ktoré by mohli prispieť k tráveniu, napríklad Cristispira
[5], [8] - [11] [13], [25]. Kultivácia bez prístupy ukázali Arcobacter
(ε-Proteobacteria) ako hlavný prispievateľ k mikrobiálnych spoločenstiev celých čílskych ustríc, Tiostrea chilensis
, ale špecifické asociácie celej tkaniva neboli hlásené [17 ]. Hernadez-Zárate a Olmos-Soto [26] použili ryby Skupina špecifické a PCR na identifikáciu baktérie v C
. gigas
tkaniva, ale nie sekvenciu PCR amplikóny alebo nahlásiť relatívnej abundances konkrétnych fylogenetických skupín. V poslednej dobe, PCR a DGGE štúdium C
. virginica
oznámilo priestorové a sezónne rozdiely celých microbiomes zvierat po dobu dvoch populácií z Maine (USA), ale fylogeneticky zloženie nebola hodnotená kvalitatívne alebo kvantitatívne [27], ani mať variácie medzi jednotlivými zvieratami bolo popísané.

Čiastočné sekvencie génu 16S rRNA, ktorý pochádza z vysoko priepustného pyrosekvenování, ako je použitý v tejto štúdii ukazujú rozdiely v ustrice microbiome zložení v niekoľkých rovinách, aj keď niektoré z detailov zloženie mení v závislosti na potrubí zvoleného pre sekvenčné analýzu (napr tabuľky 1 , 2). Pozri podporné informácie S1 pre ďalšiu diskusiu o týchto rozdielov, ktoré nemajú vplyv na vzory variácií medzi žalúdočné a črevné microbiomes alebo variáciami medzi jednotlivými pracoviskami.

Celkovo výsledky ukazujú výrazné rozdiely medzi žalúdočné a črevné microbiomes, a medzi žalúdočné microbiomes zvierat zo HACKBERRY Bay a Lake Caillat (napr, obr 1a, b, a. 2, tabuľka 1, 2). Okrem toho, mikrobiomem kompozícia jednotlivých opakovaných zvierat sa líši (obr. 3, 4). Rozdiely medzi žalúdočné a črevné microbiomes pravdepodobne odráža detaily tráviacej sústavy, ale rozdiely medzi lokalitami a medzi opakovanie naznačujú, že microbiome zloženie by mohli reagovať na miestnych podmienkach, a možno aj ku genetickej rozdielnosti medzi jednotlivcami. Analogické variabilita bola zaznamenaná u iných zvierat [28], [29].

Oyster žalúdka microbiome

o početnosti výskytu OTU základe žalúdok microbiome ustríc z Louisiana môžu existovať v aspoň dva štáty. Mollicutes najviac úzko súvisí s Mycoplasma
v drvivej väčšine prevažujú klasifikovaná sekvencie (viac ako 80%) je štát zastúpený Lake Caillat ustrice (obr 1a ,. Tabuľkách 1, 3). Žiadna iná trieda tvorí viac než asi 2%. Planctomycetes dominujú (23% -33%) alternatívne statne to Brestovec Bay ustrice (obr 1a ,. Tabuľky 1, 3) - ale niekoľko ďalších skupín dôjsť aj v žalúdkoch týchto ustríc na skromných hojnosti, napr Chloroflexi (8 %), Firmicutes (9% -11), Mollicutes (5% 9%), Proteobacteria (5% -12%), a verrucomicrobia (3% -14%). Okrem toho, dva podobne hojná OTUS, ktoré patria do rôznych kmeňov (Planctomyces a buď Firmicutes, Tenericutes alebo verrucomicrobia) dominujú Brestovec Bay ustrice žalúdky na úrovni druhov (evolučná vzdialenosť = 0,03; tabuľka 3). Podiel klasifikovaných OTUS pripadajúca na rôznych kmeňov a druhov je tiež v súlade s dvoma odlišnými stavmi na žalúdok mikrobiomem (obr. 2), hoci rozdiely sú menej výrazné táto metrika ako odhady frekvencie na báze kompozície. UniFrac PCA (vážený i nevážený) a zhluk analyzuje poskytnúť ďalšiu podporu pre "dva stav" koncepcie (obr. 3, 4).

Fyziologický a ekologický význam týchto ustrice žalúdočných microbiomes je neistý. Dominancie Mollicutes alebo planctomycetes je trochu nezvyčajný v porovnaní s ostatnými microbiomes [28], [30] - [32], hoci Mollicutes objavia hojný v tráviacom žľazy Sydney skalného ustrice ( Saccostrea glomerata
) a vo črevo z ušne, Haliotis discus Hannay
[33], [34]. Mollicutes boli hlásené tiež v ustrice gut pohárikových buniek na základe mikroskopického dôkazov [25], a zdokumentované pre iné bezstavovce a rybích vnútorností o kultúre založenej na molekulárnej a ekologické metódy [30], [35] - [42]. V opačnom prípade relatívne málo je známe o ich združenia s bezstavovcov systémami zažívacími. V skutočnosti, ekologické role Mollicutes všeobecnejšie zostáva neistý, občasná hlásenie o jeho patogenéze vo vybraných rýb a bezstavovcov [43] -. [46], ale aj ďalšie správy naznačujúce nejakú formu komenzalismus [30] [39],

doteraz genomická dôkaz ponúka málo poznatkov, pretože genetické repertoáru Mycoplasma mobilné
sa taxón najviac úzko súvisí s ustrice Otus, je obmedzený vo svojom rozsahu [47]. M
. mobilné
congenerics Oyster žalúdkov mohol jednoducho rozmnožovať pomocou substrátu produkovanej hostiteľom alebo iných mikróbov počas trávenia; Podobné návrhy boli vykonané do úvahy pre Mollicutes asociáciou s studenú vodu koralov [39]. Avšak možnosť, že by mohli Mollicutes symbiotické prispieť k ich hostiteľov nemôže byť prepustená.

Úloha Planctomyces v zažívacom trakte je tiež neistý. Aj keď sú ekologicky významné členmi morského bakterioplanktónu, funkčne rôzne a spojené s rias, bezstavovcov a stavovcov [48], [49], ktoré sa zvyčajne vyskytujú v relatívne nízkych hojnosti v črevnej microbiomes (menej ako asi 5%), [30] - [32]. Avšak výsledky tejto štúdie naznačujú, že neznáme podmienky v Brestovec Bay ustrice žalúdok prospech planctomycetes proliferáciu (tabuľka 1).

Je lákavé tu špekulovať, ako iní majú inde [50], že Pirellula
-ako členovia ustríc mikrobiomem využiť sulfátované mihalnicové polysacharidy pre rast, pretože početné gény kódujúce putatively sulfohydrolase enzýmy boli pozorované v Rhodopirellula Baltika
genómu [51], a od tej doby sulfatovaný polysacharidy môžu byť bežne požití ustríc ako dôsledok spotreby fytoplanktónu. Schopnosť používať sulfátované polysacharidov by teda poskytnúť vysvetlenie planctomycetes hojnosti. Bohužiaľ, fylogeneticky vzťahy medzi R
. Baltika stroje a planctomycetes OTUS identifikované v rámci tejto štúdie nie sú dostatočné pre takéto závery. Avšak, všetko Blastopirellula
Pirellula stroje a Rhodopirellula
izoláty vyznačujúci k dnešnému dňu používať širokú škálu jednoduchých non-sulfátované cukrov [48], [49], [ ,,,0],52], aspoň niektoré z nich sú pravdepodobne dôjde v ustrice zažívacieho traktu ako biomasa rias sa hydrolyzuje.

Oyster Gut microbiome

ustrice gut microbiome skrýva viac speciosa alebo OTU bohaté komunita, než robí žalúdok mikrobiomem založený na pozorovaných druhov (S _{OBS) a odhady diverzity ACE a Chao1 (tabuľka 5). Tieto ukazovatele tiež naznačujú, že žalúdky a vnútornosti z Lake Caillat ustrice prístav menej ako OTUS Brestovec Bay ustrice. Tak, OTU bohatosti sa pohybuje medzi hlivy tkanív (napr., Žalúdočné a črevné), ako bola preukázaná pre ľudský mikrobiomem [53], ale tiež sa zdá, mení sa medzi populáciami. Zdrojom rozdiely v bohatstve medzi ustrice populáciách, nie je známy.}

Zmeny v bohatosti Bez ohľadu na črevá microbiome nie je nutne oveľa rozmanitejšie ako žalúdka mikrobiomem založené na Shannon a inverzný indexy Simpsona a rovnomernosť odhad, z ktorých každý sú podobné pre črevnú mikrobiomem Lake Caillat a dvoma microbiomes Brestovec Bay (tabuľka 5). Táto podobnosť ukazuje, že v niektorých prípadoch sa štruktúra ustrice microbiome rozmanitosti (bohatosti a rovnosť) je nezávislý na tráviaci systém a phylotype zloženie. Na rozdiel od toho sú všetky indexy diverzity pre Lake Caillat žalúdka microbiome sú podstatne nižšie ako u Brestovec Bay žalúdkov, a nižšie, než ako pre črevné microbiomes rovnako. Toto môže byť pripísané k dominancii v Lake Caillat ustríc žalúdkov Mollicutes OTUS (napr Tabuľka 5 a obr. 1a).

Zloženie črevnej microbiomes z Louisiana ustríc sa líši od iných mäkkýšov a od toho iných morských a non-morských živočíchov (viď obr. 5). Gruenthal [54] ukázal, že Proteobacteria dominujú (> 80%) črevnej microbiomes of California Black ( Haliotis cracherodii
) a biela Abalone ( H
sorenseni
. ); Actinobacteria, Chloroflexi, Planctomyces a verrucomicrobia sa zdajú byť chýbajúce z oboch. Huang et al. [41] naznačujú, že Mollicutes a δ-Proteobacteria dominujú črevo malého ušne. Cardoso a kol. [55] uvádzajú, že bacteroidetes a Firmicutes dominujú črevá z GASTROPODA ulitníky, Achatina Fulica
. Firmicutes spolu s bacteroidetes, Proteobacteria a Actinobacteria dominujú vnútornosti iných bezstavovcov (napr pôdy živiaci sa termity [56] a šváby [57]) a stavovcov (napr bylinožravých morských rýb [58], amur, [31], [ ,,,0],59] a primátov [60]), zatiaľ čo Mollicutes dominovať vnútornosti nejaké ryby [30], [36]. Na rozdiel od toho Proteobacteria predstavujú len asi 20% z črevnej zloženie ustríc v tejto štúdii, Chloroflexi, Planctomyces a verrucomicrobia sú každý relatívne hojné a Actinobacteria, bacteroidetes, Firmicutes a Mollicutes prispievajú asi 10% alebo menej (obr. 1a, Tabuľka č. 3)

Tieto rozdiely v zložení medzi črevných systémov vyplývajú z účinkov viac interagujúcich premenných, vrátane črevnej architektúru, tráviaci fyziológie, strave, a do akej miery hosťuje a microbiomes sme vyvinuli [61 symbiotické ] - [63].

• Ploche ONE: kanabinoidy HU210 Chráni Izolované potkania žalúdok proti poškodeniu spôsobenému sére krýs s experimentálnou akútnej pankreatitídy
• Ploche ONE: chitinasa mRNA hladiny pomocou kvantitatívnej PCR s použitím jednotného štandardu DNA: Kyslý cicavcov chitinasa je hlavný Prepis v žalúdku Mouse