Anke Behnke

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

microeucariote

John Bunge

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

Kathryn Barger

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

Hans-Werner Breiner

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

Victoria Alla

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

Thorsten Stoeck

Departamentul de Biologie, Universitatea Tehnică Kaiserslautern, Str. Erwin-Schrödinger. 14, D-67663 Kaiserslautern, Germania, 1 Departamentul de Științe Statistice, Universitatea Cornell, Ithaca, New York 14853 2

Date asociate

Abstract

Până în prezent, opt studii de mediu ale ARNr 18S s-au concentrat asupra diversității protistanului în habitatele anoxice acvatice (16, 17, 41, 43, 71, 72, 73, 75). Majoritatea acestor sondaje au detectat o bogăție neașteptat de mare de specii, cu câteva secvențe genice de ARNr 18S extrem de divergente (16, 17, 41, 72) reprezentând posibil filotipuri noi valide la ranguri taxonomice ridicate (6, 61). O meta-analiză a sondajelor de ARNr 18S de mediu a identificat grupuri de secvențe anoxice specifice sitului (61). Acest lucru pare să fie în contrast cu ipoteza dispersiei globale a microbilor (22). Cu toate acestea, alte anchete ARNr 18S ale mediilor acvatice anoxice au dezvăluit o bogăție filogenetică relativ scăzută a comunităților de protistani (43, 75) și nicio indicație a unor noi linii eucariote la nivel înalt (43). Aceasta susține ipoteza recentă că pot exista puține, dacă există, filme protiste necunoscute anterior sau „noi regate” (11).

Unele motive pentru aceste afirmații contrastante sunt evidente. În primul rând, majoritatea bibliotecilor de clone anoxice publicate până în prezent sunt puternic subprobate (73) și niciunul dintre studiile corespunzătoare nu a folosit analize statistice pentru a estima bogăția filotipului. În al doilea rând, majoritatea studiilor anterioare s-au bazat pe ampliconi PCR generați cu un singur set de primer PCR, care a captat doar o fracțiune specifică a comunității (1, 10). În al treilea rând, în trecut, secvențele himerice au fost încorporate în analizele filogenetice, ceea ce a dus la un nivel putativ ridicat de diversitate eucariotă la nivelul mega-evoluției în câteva cazuri (6). În al patrulea rând, eșantionarea insuficientă a taxonului într-o analiză filogenetică poate produce filuri eucariote false și afirmații nejustificate despre filele eucariote „cu ramificare timpurie” (11). În cele din urmă, în majoritatea studiilor anterioare privind diversitatea mediilor anoxice, eșantionarea sistematică nu a fost efectuată de-a lungul unui gradient O2/H2S, în ciuda dovezilor provenite din analizele microscopice (19) și moleculare (72) anterioare, că structura comunității protistan pare să se schimbe semnificativ de-a lungul unui astfel de gradient.

În prezentul studiu am încercat să reducem aceste prejudecăți. Am analizat 1.100 de ampliconi PCR 18S rRNA preluați dintr-un fiord anoxic supersulfidic din Norvegia (Framvaren), ceea ce face din studiul nostru unul dintre cele mai mari sondaje de diversitate moleculară de mediu disponibile. Am folosit abordarea cu primeri multipli pentru a reduce prejudecățile legate de PCR (73) și am folosit mai multe metode de ultimă generație pentru a identifica secvențe potențial himerice. Mai mult decât atât, în loc să facem un instantaneu al diversității protoxice anoxice prin eșantionarea unei singure „pete” în cadrul sistemului anoxic, am analizat trei probe diferite obținute de-a lungul gradientului O2/H2S. Pentru prima dată, toți acești factori au fost folosiți împreună pentru a obține o rezoluție mai bună și o perspectivă asupra unei comunități protoxice anoxice. Pentru a evalua bogăția filotipului în toate cele trei comunități, am folosit atât modele de abundență parametrică (care au fost realizate recent pentru a fi utile într-un studiu de diversitate procariotă [31]), cât și estimatori nonparametrici (13). Studiul nostru a mărit în mod semnificativ numărul de secvențe genice disponibile de gen ARNr 18S, în special de la siturile de prelevare anoxice, și a condus astfel la o rezoluție filogenetică mai bună pentru liniile eucariote care suferă de eșantionare redusă.

MATERIALE ȘI METODE

Locul de prelevare și procedura.