3.2. Taxonomic to phenotypic mappin

3.2. Taxonomic to phenotypic mapping of vermicomposting earthworm gut metagenome

Extensive in silico analysis of the metagenomic data by the web based server METAGENassist provided taxonomic to phenotypic

Fig. 1. (a) Phylogenetic tree of the metagenomic sequences from E. foetida (mg-rast id 4597942.3) and P. excavatus (mg-rast id 4597943.3), created on the basis of sequence hits on RDP-database. (b) Pie chart illustrating the distribution of bacterial phylum in the metagenomes, based on the hits per sequence using RDP-database.

mapping of the datasets. Differences were recorded in the metabolic composition of the metagenome of the E. foetida and P. excavatus (Fig. 5a and b). The analyses illustrated that earthworm gut can be viewed as microecological niche in which various bio- geochemical cycles are being performed. Representations of the abundance of functions in the metagenomes of E. foetida and P. excavatus revealed the significance of processes such as ammonia oxidation, dehalogenation, sulphate reduction, sulphide oxidation and nitrite reduction. This provided evidence for the operation of complete nitrogen and sulphur cycle in this microenvironment. In the metagenome of E. foetida and P. excavatus, there was relative abundance of ammonia oxidation (24.1%) and nitrogen fixers (7.4%); whereas in P. excavatus, only 13.8% microbiota belonged to ammonia oxidizers and 1.7%, to the nitrogen fixers and relative abundance of sulphate reducers and sulphate oxidizers was higher (12.1–29.6%).

The metagenome of the E. foetida and P. excavatus was also found to comprise lignocellulolytic biomass degraders, with high abundance of xylan degraders (12.1–24.1%) in both the earthworm species. The metagenome of E. foetida exhibited a relatively high abundance of chitin degraders (16.7%); while only 3.7% chitin degraders was recorded in P. excavatus. Lignin degradation, which is a rare function in bacteria was detected at the levels of 3.7% in E. foetida, whereas cellulose degraders were at the level of 1.7%.
The relative abundance of dehalogenation process was found the highest (22.2%), followed by aromatic hydrocarbon degradation (5.6%), chlorophenol degradation (3.7%), atrazine metabolism and naphthalene degradation (1.7%) in the gut of E. foetida. In case of P. excavatus, the bacterial community exhibited its involvement in only two bioremediation processes i.e. dehalogenation and PAH degradation; relative abundance of the former process was 17.2% and latter was 1.7%.

Table 3
Comparative analysis of 16S-rDNA clonal libraries created from metagenome of E. foetida and P. excavatus. Analysis was based on Naive Bayesian classifier of RDP-II pipeline. The classes existing in the metagenome arranged according to their significance in the gut metagenome.

Fig. 2. Extended error bar plot illustrating the significant abundances of various bacterial genera in the metagenomes of E. foetida, depicted in blue (mg-rast id 4597942.3
) and P. excavatus, depicted in yellow (mg-rast id 4597943.3


Fig. 3. Heat map depicting the relationships between the two gut metgenomic communities belonging to E. foetida (mg-rast id: 4597942.3) and P. excavatus (mg-rast id:
4597943.3). The data of their relative abundances were normalized, clustering was done on the basis of “ward” clustering and distances between the genera calculated on the basis of Bray–Curtis algorithms.


Fig. 4. Rarefaction curves of the E. foetida (mg-rast id: 4597942.3) and P. excavatus (mg-rast id: 4597943.3) gut metagenome sequences on the basis of comparison of the datasets to RDP database.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.2 การอนุกรมวิธานการแม็ปไทป์ของ metagenome ลำไส้ของไส้เดือนดิน vermicompostingอย่างละเอียดใน silico วิเคราะห์ข้อมูล metagenomic โดยใช้เว็บเซิร์ฟเวอร์ METAGENassist ให้อนุกรมวิธานการไทป์Fig. 1 (ก) ต้นไม้ phylogenetic ลำดับ metagenomic P. excavatus (mg rast รหัส 4597943.3), สร้างตามลำดับปริมาณฐานข้อมูล RDP และ E. โหม (mg rast รหัส 4597942.3) (ข) แผนภูมิวงกลมแสดงการกระจายของไฟลัมแบคทีเรียใน metagenomes ตามชมต่อและใช้ฐานข้อมูล RDPการแม็ปของ datasets ความแตกต่างได้รับการบันทึกในการเผาผลาญส่วนประกอบของ metagenome น่าโหม E. P. excavatus (ของ 5a Fig. และ b) วิเคราะห์ที่แสดงว่า ลำไส้ของไส้เดือนดินสามารถใช้เป็น microecological นิชในที่ต่าง ๆ ยารอบ geochemical กำลังดำเนินการ เป็นตัวแทนของความอุดมสมบูรณ์ของฟังก์ชันใน metagenomes น่าโหม E. P. excavatus เปิดเผย significance กระบวนการออกซิเดชันของแอมโมเนีย dehalogenation ซัลเฟตลดลง ลดการเกิดออกซิเดชันและไนไตรต์พันธุ์โซเด นี้มีหลักฐานในการทำงานของวงจรไนโตรเจนและซัลเฟอร์ที่สมบูรณ์ใน microenvironment นี้ ใน metagenome น่าโหม E. P. excavatus มีญาติมากมายแอมโมเนียเกิดออกซิเดชัน (24.1%) และ fixers ไนโตรเจน (7.4%) ในขณะที่ใน P. excavatus อยู่เพียง 13.8% microbiota oxidizers แอมโมเนียและ 1.7%, fixers ไนโตรเจน และญาติมากมาย reducers ซัลเฟตและซัลเฟต oxidizers ถูกสูง (12.1 – 29.6%)นอกจากนี้ยังพบ metagenome น่าโหม E. P. excavatus จะประกอบด้วย lignocellulolytic ชีวมวล degraders กับ degraders xylan (12.1 – 24.1%) ในทั้งสองสายพันธุ์ไส้เดือนดินที่อุดมสมบูรณ์สูง Metagenome ของ E. โหมจัดแสดงความอุดมสมบูรณ์ค่อนข้างสูงของไคทิน degraders (16.7%); ในขณะที่บันทึกใน P. excavatus degraders ไคทิน 3.7% เท่านั้น ย่อยสลาย lignin ซึ่งเป็นฟังก์ชันหายากในแบคทีเรียพบที่ระดับ 3.7% ในโหม E. ในขณะที่เซลลูโลส degraders อยู่ที่ระดับ 1.7%ความสัมพันธ์ของกระบวนการ dehalogenation พบสูงสุด (22.2%), ตาม ด้วยการลดประสิทธิภาพของไฮโดรคาร์บอน (5.6%), chlorophenol ย่อยสลาย (3.7%), atrazine เมแทบอลิซึม และแนฟทาลีนลด (1.7%) ในลำไส้ของ E. โหม ในกรณีของ P. excavatus ชุมชนแบคทีเรียจัดแสดง การมีส่วนร่วมในสองววิธีประมวลผลเช่น dehalogenation และย่อยสลายละ ความสัมพันธ์ของกระบวนการเดิมถูกหา 17.2% และหลังเป็น 1.7%ตาราง 3วิเคราะห์เปรียบเทียบของไลบรารี clonal 16S rDNA จาก metagenome น่าโหม E. P. excavatus การวิเคราะห์เป็นไปตามทฤษฎี Naive classifier ของไปป์ไลน์ RDP II ห้องเรียนที่มีอยู่ใน metagenome ที่จัดตาม significance ของพวกเขาใน metagenome ลำไส้Fig. 2 แปลงแถบข้อผิดพลาดแบบขยายแสดง abundances significant ของสกุลเชื้อแบคทีเรียต่าง ๆ ใน metagenomes ของ E. โหม แสดงเป็นสีน้ำเงิน (mg rast รหัส 4597942.3) และ P. excavatus แสดงสีเหลือง (mg rast รหัส 4597943.3Fig. 3 ความร้อนแผนที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างชุมชน metgenomic สองไส้ของ E. โหม (รหัส mg rast: 4597942.3) และ P. excavatus (รหัส mg rast:4597943.3) ข้อมูลของ abundances สัมพันธ์ของพวกเขาได้ตามปกติ คลัสเตอร์ถูกทำบนพื้นฐานของ "วอร์ด" คลัสเตอร์และระยะทางระหว่างสกุลคำนวณ Bray – เคอร์ทิสอัลกอริทึมการFig. 4 Rarefaction โค้งของโหม E. (รหัส rast มิลลิกรัม: 4597942.3) และ P. excavatus (รหัส rast มิลลิกรัม: 4597943.3) ไส้ metagenome ลำดับ โดยเปรียบเทียบของ datasets RDP ฐานข้อมูล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.2 อนุกรมวิธานการทำแผนที่ฟีโนไทป์ของ vermicomposting ลำไส้ไส้เดือน metagenome กว้างขวางในการวิเคราะห์ silico ของข้อมูล Metagenomic โดยเซิร์ฟเวอร์ตามเว็บ METAGENassist ให้การจัดหมวดหมู่เพื่อฟีโนไทป์รูป 1. (ก) ต้นไม้วิวัฒนาการของลำดับ Metagenomic จากอี foetida (MG-Rast id 4,597,942.3) และพี excavatus (id MG-Rast 4,597,943.3) สร้างขึ้นบนพื้นฐานของลำดับความนิยมใน RDP-ฐานข้อมูล (ข) แผนภูมิวงกลมแสดงการกระจายของเชื้อแบคทีเรียในไฟลัม metagenomes ขึ้นอยู่กับความนิยมต่อลำดับโดยใช้ RDP-ฐานข้อมูล. ทำแผนที่ของชุดข้อมูล ความแตกต่างถูกบันทึกไว้ในองค์ประกอบของการเผาผลาญของ metagenome ของอี foetida และพี excavatus (รูป. 5a และข) การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าลำไส้ไส้เดือนสามารถดูเป็นช่อง microecological ที่รอบธรณีเคมีชีวภาพต่างๆมีการดำเนินการ เป็นตัวแทนของความอุดมสมบูรณ์ของฟังก์ชั่นใน metagenomes ของอี foetida และพี excavatus เปิดเผยนัยมีนัยสำคัญของกระบวนการต่าง ๆ เช่นการเกิดออกซิเดชันแอมโมเนีย dehalogenation ลดซัลเฟตออกซิเดชันซัลไฟด์และการลดไนไตรท์ นี้ให้หลักฐานการดำเนินงานของไนโตรเจนที่สมบูรณ์และรอบกำมะถันใน microenvironment นี้ ใน metagenome ของอี foetida และพี excavatus มีความชุกชุมของการเกิดออกซิเดชันแอมโมเนีย (24.1%) และ Xers Fi ไนโตรเจน (7.4%) ในขณะที่ P. excavatus เพียง 13.8% microbiota เป็นออกซิไดเซอร์แอมโมเนียและ 1.7% เพื่อ Xers Fi ไนโตรเจนและความอุดมสมบูรณ์ของญาติของ reducers ซัลเฟตและออกซิไดเซอร์ซัลเฟตสูง (12.1-29.6%). metagenome ของอี foetida และพี excavatus ถูกพบว่ายังประกอบด้วย degraders lignocellulolytic ชีวมวลที่มีความอุดมสมบูรณ์สูงของ degraders ไซแลน (12.1-24.1%) ทั้งในสายพันธุ์ไส้เดือน metagenome ของอี foetida แสดงความอุดมสมบูรณ์ค่อนข้างสูงของ degraders ไคติน (16.7%) ขณะที่มีเพียง 3.7% degraders ไคตินได้รับการบันทึกไว้ใน P. excavatus การย่อยสลายลิกนินซึ่งเป็นฟังก์ชั่นที่หายากในแบคทีเรียที่ตรวจพบอยู่ในระดับ 3.7% ในอี foetida ขณะ degraders เซลลูโลสอยู่ในระดับ 1.7%. ความชุกชุมของกระบวนการ dehalogenation ถูกพบมากที่สุด (22.2%) ตาม โดยการย่อยสลายหอมไฮโดรคาร์บอน (5.6%), การย่อยสลาย chlorophenol (3.7%), การเผาผลาญอาหารและการย่อยสลายอะทราซีนเหม็น (1.7%) ในลำไส้ของอี foetida ในกรณีของพี excavatus ชุมชนแบคทีเรียแสดงการมีส่วนร่วมในเพียงสองกระบวนการบำบัดทางชีวภาพเช่น dehalogenation และความเสื่อมโทรมของ PAH; ความชุกชุมของกระบวนการอดีตเป็น 17.2% และหลังเป็น 1.7%. ตารางที่ 3 การวิเคราะห์เปรียบเทียบของห้องสมุด clonal-16S rDNA สร้างขึ้นจาก metagenome ของอี foetida และพี excavatus การวิเคราะห์ก็ขึ้นอยู่กับเอ้อจัดประเภทหน่อมแน้มแบบเบย์ของท่อ RDP-II ชั้นเรียนที่มีอยู่ใน metagenome จัดเรียงตามนัยไฟของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญใน metagenome ลำไส้. รูป 2. ข้อผิดพลาดบาร์ขยายพล็อตที่แสดงมีนัยสำคัญปริมาณลาดเทของจำพวกแบคทีเรียต่าง ๆ ใน metagenomes ของอี foetida ภาพในสีฟ้า (MG-Rast id 4,597,942.3 ) และพี excavatus ภาพสีเหลือง (MG-Rast id 4,597,943.3 รูปที่ 3. แผนที่ความร้อนภาพวาดความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองไส้ชุมชน metgenomic ที่อยู่ในประเภทอี foetida (MG-Rast id: 4,597,942.3) และพี excavatus (MG-Rast id: 4,597,943.3). ข้อมูลของอนุภาคญาติของพวกเขาเป็นปกติ, การจัดกลุ่มที่กระทำบน พื้นฐานของ "วอร์ด" การจัดกลุ่มและระยะทางระหว่างจำพวกคำนวณบนพื้นฐานของขั้นตอนวิธี Bray-Curtis. 4. รูปโค้งเจือของอี foetida (MG-Rast id: 4,597,942.3). และพี excavatus (id MG-Rast : 4,597,943.3) ไส้ metagenome ลำดับบนพื้นฐานของการเปรียบเทียบของชุดข้อมูลไปยังฐานข้อมูล RDP

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.2 . อนุกรมวิธานของไส้เดือนที่ใกล้เคียงกับแผนที่ vermicomposting ไส้ metagenome

อย่างละเอียดในการวิเคราะห์โครงข่ายของ metagenassist เซิร์ฟเวอร์เมตาจีโนมิคข้อมูล โดยทางเว็บจะให้ใกล้เคียง

รูปที่ 1 ( ก ) phylogenetic ต้นไม้ของลําดับเมตาจีโนมิคจาก E . เฟติดา ( มก. RAST ID 4597942.3 ) และหน้า excavatus ( มก. RAST ID 4597943.3 )สร้างขึ้นบนพื้นฐานของฐานข้อมูลลำดับความนิยมในเพลง . ( ข ) แผนภูมิวงกลม แสดงการกระจายของแบคทีเรียไฟลัมใน metagenomes ตามชมต่อลำดับการใช้ฐานข้อมูลเพลง

แผนที่ของชุดข้อมูล ความแตกต่างที่ถูกบันทึกไว้ในการสลายของ metagenome ของ E . . excavatus เฟติดา ( รูปที่ 43 และ B )การวิเคราะห์พบว่าไส้เดือนอุทรสามารถถูกมองว่าเป็น microecological โพรงในที่ต่างๆไบโอ - รอบถึงจะถูกดำเนินการ เป็นตัวแทนของความอุดมสมบูรณ์ของการทำงานใน metagenomes . เฟติดา , excavatus เปิดเผย signi ถ่ายทอดโรคมะเร็งของกระบวนการเช่นแอมโมเนียออกซิเดชัน dehalogenation ลดซัลเฟตออกซิเดชันซัลไฟด์และลดไนไตรท์ .นี้พร้อมหลักฐานการดำเนินงานของไนโตรเจนและกำมะถันใน microenvironment เสร็จรอบนี้ ใน metagenome เฟติดา . . excavatus มีความชุกชุมสัมพัทธ์ของแอมโมเนียออกซิเดชัน ( ร้อยละ 24.1 ) และไนโตรเจน จึง xers ( 7.4% ) ; ในขณะที่ในหน้า excavatus เพียงร้อยละ 13.8 ไมโครไบโ ้าเป็นของ oxidizers แอมโมเนียและ 1.7 %กับไนโตรเจนจึง xers และความชุกชุมสัมพัทธ์ของ reducers สารซัลเฟต oxidizers สูงกว่า ( 12.1 ) ราวร้อยละ )

metagenome ของ E . เฟติดาหน้า excavatus และยังพบว่ามีความสามารถในการย่อยสลาย lignocellulolytic ชีวมวลที่มีความอุดมสมบูรณ์สูงความสามารถในการย่อยสลายไซ ( 12.1 ( ร้อยละ 24.1 ) ทั้งในไส้เดือนสายพันธุ์ การ metagenome .เฟติดามีค่อนข้างสูง ความอุดมสมบูรณ์ของความสามารถในการย่อยสลาย ไคติน ( 16.7% ) ; ในขณะที่เพียงร้อยละ 3.7 > ความสามารถในการย่อยสลาย ถูกบันทึกในหน้า excavatus . ย่อยสลายลิกนินซึ่งเป็นฟังก์ชันที่หายากในแบคทีเรียที่ตรวจพบในระดับ 3.7% ใน เฟติดา ในขณะที่ความสามารถในการย่อยสลายเซลลูโลสที่ระดับ 1.7% .
ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของกระบวนการ dehalogenation พบมากที่สุด ( 22.2% )