凌恩生物文獻分享|高分文章必備!全套浮游動植物eDNA分析流程,拿走不謝!

????????浮游動植物是水生生態(tài)系統(tǒng)重要參與者和維護者,通過eDNA技術(shù)解析浮游動植物群落結(jié)構(gòu)以及環(huán)境的驅(qū)動機制,是目前浮游動植物分析的重要手段。
????????凌恩生物浮游動植物環(huán)境DNA(eDNA)宏條形碼技術(shù),錨定eDNA生態(tài)研究熱點,深入解析浮游植物和浮游動物群落結(jié)構(gòu)、物種注釋、隨機森林、環(huán)境因子關聯(lián)分析、群落變化機制分析、浮游植物與浮游動物聯(lián)合分析、網(wǎng)絡識別關鍵物種等,共包含120+分析內(nèi)容,充分滿足各類個性化服務要求!分析作圖可直接用于文章發(fā)表,助力浮游動植物eDNA科研成功!

????????最新發(fā)表在《Microbiology Spectrum》上的文獻“Phytoplankton and Microzooplankton Community Structure and Assembly Mechanisms in Northwestern Pacific Ocean Estuaries with Environmental Heterogeneity and Geographic Segregation”一文正是基于凌恩生物的浮游動植物分析流程,探究了棲息地地理和環(huán)境條件對浮游植物和微浮游動物群落的影響,以及溫帶河口群落聚集的潛在機制。

發(fā)表期刊:Microbiology Spectrum
影響因子:9.043
發(fā)表時間:2023. 02
DOI:?10.1128/spectrum.04926-22
一、研究背景
????????浮游植物和浮游動物是河口生態(tài)系統(tǒng)的重要參與者,是水生食物網(wǎng)的基礎,也是環(huán)境變化的第一反應者,顯著影響著生態(tài)系統(tǒng)的功能和服務。但它們的群落結(jié)構(gòu)和它們?nèi)绾问艿江h(huán)境條件的影響,卻很少被同時研究。因此,本研究旨在探討棲息地地理和環(huán)境條件對浮游植物和微浮游動物群落的影響,以及溫帶河口群落聚集的潛在機制。
二、研究方法
????????分別從LH河口和YLJ河口采集了15份和18份地表水樣本,進行DNA提取之后,基于18S rRNA V9區(qū)進行擴增子測序,同時對兩個地理位置的浮游植物和微浮游動物進行了分析。

1、浮游植物和微型浮游動物的注釋
????????本研究對33個水樣共獲得3,881,365個測序reads,聚類為635個高質(zhì)量ASVs,其中浮游植物和微浮游動物的ASVs分別為76個和149個。所有的ASVs均在門水平上得到了物種注釋(圖2)。而在屬水平上,75%和50%的ASVs分別被注釋到了浮游植物屬和微浮游動物屬,但僅有17.1%和25.5%的ASVs注釋到了種水平。

2、LH河口和YLJ河口之間浮游植物和微浮游動物群落多樣性和組成的差異
????????Alpha多樣性分析結(jié)果表明,LH河口的浮游植物群落的Chao1、Pd_faith和Shannon指數(shù)明顯高于YLJ河口(P<0.05,圖3a),相比之下,YLJ組微浮游動物群落的Chao1和Shannon指數(shù)顯著高于LH組(P<0.05,圖3a)。
PCoA分析結(jié)果表明,來自不同生境的群落分別聚集和分布在PC1的不同兩側(cè),這分別解釋了浮游植物和微浮游動物總變化的75%和33%(圖3b)。浮游植物和微浮游動物群落的組成在區(qū)域間存在顯著差異(Adonis方差檢驗,P<0.05,圖3b)。

3、浮游植物和微型浮游動物的地理差異。
????????在浮游植物中,LH河口和YLJ河口的優(yōu)勢門分別是甲藻門和綠藻門,其次是硅藻門(圖4a)。利用隨機森林模型,基于屬水平識別預測浮游植物群落和微浮游動物群落起源的關鍵類群,共鑒定了5個浮游植物屬(圖4c)和6個微浮游動物屬(圖4f),基于浮游植物的隨機森林模型對LH和YLJ樣本的鑒別準確率為93.94%,而對微浮游動物準確率為100%。

4、浮游植物和微浮游動物群落相似性的距離衰減及群落組裝
????????分別基于環(huán)境變量和地理距離評價了LH和YLJ河口浮游植物和微浮游動物群落相似性的距離衰減(圖5(a))。將VPA進一步應用于量化環(huán)境選擇和被動擴散對浮游植物和微浮游動物群落變化的相對貢獻。在浮游植物群落的變化方面,空間變量的純效應在LH和YLJ河口均強于環(huán)境變量的純效應。這些結(jié)果均表明,LH河口和YLJ河口的浮游植物和微浮游動物群落更受被動擴散的控制,而不是環(huán)境選擇。
????????采用中性群落模型探究所觀察到的群落模式的機制,在LH和YLJ河口,浮游植物ASVs分別有65.7%和77.1%可以被中性位模型解釋,說明浮游植物群落的聚集主要是隨機過程(圖5(c))。此外,在LH河口和YLJ河口,浮游植物群落的生境生態(tài)位寬度和擴散能力均顯著高于微浮游動物群落(P<0.05,圖5(d))。



總結(jié)
????????本研究證明了eDNA宏條形碼測序可以同時捕獲水生環(huán)境中浮游植物和微浮游動物的多樣性和組成的可行性。主要結(jié)論如下:
(1)LH和YLJ河口的浮游植物和微浮游動物群落的多樣性和組成存在明顯差異。LH中浮游植物的豐富度顯著高于YLJ,YLJ中微浮游動物的豐富度顯著高于YLJ;
(2)中性位模型表明,兩個河口浮游植物群落的聚集主要是隨機過程,相比之下,隨機過程在微浮游動物群落組合中的相對重要性相對較低;
(3)距離衰減相似性和VPA結(jié)果表明,被動擴散形成了浮游植物群落,而環(huán)境選擇形成了微浮游動物群落。
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凌恩生物eDNA宏條形碼浮游動植物檢測分析流程圖如下:

????????最終結(jié)果中,浮游植物根據(jù)SILVA注釋的信息,共分為甲藻門(Pyrrophyta)、硅藻門(Bacillariophyta)、金藻門(Chrysophyta)、黃藻門(Xanthophyta)、隱藻門(Cryptophyta)灰藻門(Glaucophyta)和紅藻門(Rhodophyta),浮游動物則保留原本的SILVA注釋信息,由于浮游動植物的分類學較為集中,因此分析中只統(tǒng)計門水平、科水平、屬水平和種水平分析結(jié)果。
凌恩生物環(huán)境DNA宏條形碼浮游動植物檢測生信分析流程圖如下:

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參考文獻
Phytoplankton and Microzooplankton Community Structure?andAssembly Mechanisms in Northwestern Pacific Ocean Estuaries with Environmental Heterogeneity and Geographic.Microbiology Spectrum.2023