ルーメン微生物群集における細菌、古細菌、真核生物の微生物の共起パターンを探索するための同時のアンプリコンシーケンス

反minantsは、複雑なルーメン微生物群集に依存して、栄養植物材料をエネルギー摂取製品に変換します。ここでは、コミュニティの細菌および古細菌の16S rRNA遺伝子を同時に分析し、18S rRNA遺伝子を繊毛にし、嫌気性真菌の内部転写スペーサー1遺伝子を3つの宿主種の11種類のルーマンサンプルに由来する12個のDNAサンプルを使用して分析する方法を開発しました（Ovis aries、Bos Taurus、Cervus Elephas）およびMultiplex 454チタンパイロシーケンシング。エマルジョンPCR前のグループ固有のDNAテンプレートの混合比が、アンプリコンの長さの違いを補うために重要であることを示します。この方法は、非特異的なユニバーサルプライマーペアを使用することとは対照的に、植物または内生菌由来のRRNA遺伝子などの非ターゲットDNAのシーケンスを回避し、必要に応じて各微生物群のコミュニティ構造解像度のレベルの増加または低下を可能にします。さまざまなプライマーで分析されたコミュニティは、使用されるプライマーではなく、常にサンプル起源によってグループ化されています。ただし、プライマーの選択は、細菌群集の構造よりも見かけの古細菌群集構造に大きな影響を与え、特定のメタノゲン基のバイアスが検出されました。生命の3つのドメインすべてからの微生物分類群の共起分析は、ルーメン内の微生物の異なるグループ間のドメイン間の強い相関関係を示唆しています。微生物叢の細菌、古細菌、真核生物の成分を同時に特徴付けるために使用されるアプローチは、多様な生息地を占める他のコミュニティに適用できるはずです。

Ruminants rely on a complex rumen microbial community to convert dietary plant material to energy-yielding products. Here we developed a method to simultaneously analyze the community's bacterial and archaeal 16S rRNA genes, ciliate 18S rRNA genes and anaerobic fungal internal transcribed spacer 1 genes using 12 DNA samples derived from 11 different rumen samples from three host species (Ovis aries, Bos taurus, Cervus elephas) and multiplex 454 Titanium pyrosequencing. We show that the mixing ratio of the group-specific DNA templates before emulsion PCR is crucial to compensate for differences in amplicon length. This method, in contrast to using a non-specific universal primer pair, avoids sequencing non-targeted DNA, such as plant- or endophyte-derived rRNA genes, and allows increased or decreased levels of community structure resolution for each microbial group as needed. Communities analyzed with different primers always grouped by sample origin rather than by the primers used. However, primer choice had a greater impact on apparent archaeal community structure than on bacterial community structure, and biases for certain methanogen groups were detected. Co-occurrence analysis of microbial taxa from all three domains of life suggested strong within- and between-domain correlations between different groups of microorganisms within the rumen. The approach used to simultaneously characterize bacterial, archaeal and eukaryotic components of a microbiota should be applicable to other communities occupying diverse habitats.