Inligting

Gebruik proporsie of 'n diversiteitsindeks wanneer net twee stamme hanteer word

Gebruik proporsie of 'n diversiteitsindeks wanneer net twee stamme hanteer word


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek kyk na diversiteit instandhouding in 'n eksperimentele stelsel wat uit net twee stamme bestaan. Ek het teldata. Ek kan hul verhoudings bereken en ek kan daardie data in my statistiese modelle gebruik, of ek kan Shannon- of Simpson-diversiteit bereken en daardie data gebruik.

My vraag is: Is dit regtig nodig om 'n berekende diversiteitsindeks te gebruik wanneer jy met net twee stamme te doen het, of sal proporsies net goed vaar?

Die voordeel van die gebruik van proporsies is dat dit 'n meer toeganklike maatstaf is - wat geen (hoewel redelik basiese) kennis van diversiteitsindekse en hoe hulle die data verander, vereis nie.

Nadat ek Shannon, Simpson en proporsies bereken het, en al drie deur my modelle gehardloop het, maak dit geen verskil wat ek gebruik nie - die data is baie nadruklik. My effens opgevoede instink is in hierdie geval om die eenvoudigste maatstaf te gebruik, maar ek soek 'n paar menings oor die saak.


Uitgebreid op die voorgestelde statistiek

Die verhouding $p$ is beslis nie 'n goeie maatstaf van diversiteit nie. 'n Proporsie van 0 of 1 dui albei op geen spesiediversiteit nie, aangesien slegs een spesie bestaan. As een spesie, nooit 'n frekwensie van 0.5 in jou data bereik, kan dit egter redelik wees. Andersins kan iets soos $p(1-p)$ 'n statistiek van belang wees.

As jy bereid is om $2p(1-p)$ (in plaas van die bogenoemde $p(1-p)$) as indeks van diversiteit te gebruik, dan kan jy die punt maak dat dit maklik uitgebrei kan word na $S$ spesies met $1-sum_{s=1}^S p_s^2$, waar $p_s$ die frekwensie van die spesie $s$ is na analogie van die genetiese diversiteit binne populasies (sien Nei 1973).

Let daarop dat hierdie statistieke sensitief sal wees vir die steekproefgrootte. Byvoorbeeld, as jy net een individu gemonster het, dan kan hierdie individu net aan een spesie behoort en jou maatstaf van diversiteit kan net nul wees. Jy sal dalk 'n onbevooroordeelde beramer vir hierdie statistiek wil bereken.

Jou doel is om die leser se kognitiewe las te verminder

Jou doel is om 'n statistiek te gebruik wat maklik sal kommunikeer. As jou lesers baie gewoond gaan wees aan Simpson of Shannon se indekse, kan selfs 'n wiskundig eenvoudiger indeks uiteindelik lei tot 'n ekstra kognitiewe las op die leser.

IMO, dit sal moeilik wees om 'n meer definitiewe antwoord te gee sonder om te weet 1) wie jou lesers gaan wees (in watter tydskrif beoog jy om te publiseer) en 2) wat die presiese datamanipulasie en interpretasie is wat jy op grond van die op jou resultate. Byvoorbeeld, as dit die vergelykings tussen grafieke makliker maak deur 'n eenvoudiger statistiek oor 'n meer ingewikkelde een keer te gebruik, dan is dit 'n goeie idee om die eenvoudiger statistiek te kies.

Goeie statistiese ontleding

Dit is in elk geval noodsaaklik dat jy verskillende maatstawwe van spesiediversiteit uitprobeer (en jy het dit gedoen) en seker maak dat jou gevolgtrekking sterk is vir hierdie verskillende maatstawwe en in jou metodes verduidelik dat die gekose statistiek nie saak maak nie. Dit sal jou punt en jou keuse van statistiek baie sterker maak.


Vergelykende genomika van die kern- en bykomstige genome van 48 Sinorhizobiumstamme wat uit vyf genospesies bestaan

Die sinorhizobia is een van die mees goed bestudeerde lede van stikstofbindende wortelknopbakterieë en dra aansienlike hoeveelhede vaste stikstof tot die biosfeer by. Terwyl die lusern-simbiont Sinorhizobium meliloti RM 1021 was een van die eerste rhizobiese stamme wat volledig gevolgorde is, min inligting is beskikbaar oor die genome van hierdie groot en diverse spesiegroep.

Resultate

Hier rapporteer ons die konsepsamestelling en annotasie van 48 stamme van Sinorhizobium bestaande uit vyf genospesies. Terwyl S. meliloti en S. medicae taksonomies verwant is, het hulle verskillende nodulasiepatrone op diverse vertoon Medicago gasheerplante, en het verskille in geeninhoud, insluitend dié wat betrokke is by vervoeging en organiese swawelbenutting. Gene betrokke by Nod faktor en polisakkaried biosintese, denitrifikasie en tipe III, IV en VI afskeidingstelsels verskil ook binne en tussen spesies. Simbiotiese fenotipering en mutasie-ontledings het aangedui dat sommige tipe IV afskeidingsgene simbiose-verwant is en betrokke is by stikstofbindingsdoeltreffendheid. Boonop is daar 'n korrelasie tussen die teenwoordigheid van tipe IV afskeidingstelsels, heembiosintese en mikroaërobiese denitrifikasie-gene, en simbiotiese doeltreffendheid.

Gevolgtrekkings

Ons resultate dui daarop dat elke Sinorhizobium stam gebruik 'n effens ander strategie om maksimum verenigbaarheid met 'n gasheerplant te verkry. Hierdie groot genoomdatastel verskaf nuttige inligting om die funksionele kenmerke van vyf beter te verstaan Sinorhizobium spesies, veral verenigbaarheid in peulgewasse-Sinorhizobium interaksies. Die diversiteit van gene teenwoordig in die bykomstige genome van lede van hierdie genus dui daarop dat elke bakterie effens verskillende strategieë aangeneem het om met diverse plantgenera en grondomgewings te interaksie.


Stelselbiologie

Stelselbiologie stel voor dat 'n organisme meer is as die som van sy dele, dit wil sê dat die ontluikende eienskappe wat 'n organisme se fisiese kenmerke uitmaak nie verklaar kan word deur 'n ondersoek van al die individuele komponente wat die organisme uitmaak nie. Die studie van organismes op 'n holistiese manier is nie nuut soos Kahlem en Birney uitwys nie (Kahlem en Birney 2006), dit was tot relatief onlangs die enigste manier om organismes te bestudeer. In die 19de eeu het wetenskaplikes begin om organismes op molekulêre vlak uitmekaar te haal om hul samestellende dele te bestudeer. Soos die sentrale dogma van biologie toegelig is, is toenemend gesofistikeerde metodes vir die bestudering van molekulêre biologie ontwikkel en in die laaste helfte van die 20ste eeu het molekulêre biologie baie velde van biologie oorheers. Met die koms van die genomika-revolusie het dit moontlik geword om 'n volledige lys van die gene en geenprodukte vir 'n organisme saam te stel -- in wese 'n onderdelelys. Die daaropvolgende ontwikkeling van ander omika-benaderings het ons in staat gestel om verdere data in te samel van eksperimente wat ontwerp is om vas te stel of en onder watter omstandighede die komponente in 'n organisme voorkom. Die resultaat was 'n byna oorweldigende aantal data. Binne die afgelope 10 jaar het dit meer algemeen erken dat die sisteembiologie paradigma 'n manier bied om betekenis uit hierdie data te onttrek, en om verder te gaan as om bloot die data te tem om dit te gebruik om omvattende sienings van 'n organisme te konstrueer, modelle wat kan enorme verklarende krag hê.

Stelselbiologie, as 'n manier om oor biologie te dink en te verken, spoor dit terug na die werk van Ludwig von Bertalanffy oor sisteemteorie (Bertalanffy 1969) en Norbert Weiner se werk oor kubernetika (Wiener 1948). Na die publikasie van daardie werk, het bioloë begin om sisteemdenke toe te pas op biologie en probeer om die basiese wette wat evolusie en gedrag beheer, te ontbloot, of om ten minste te formaliseer wat intuïtiewe verklarings van biologiese verskynsels was (en is) (bv. 'n resensie, sien Wolkenhauer 2001). Die konstruksie van modelle is sentraal tot sisteembiologie. Aanvanklike suksesse in sisteembiologie-modellering het gesentreer op die biochemie van metabolisme, met modelleringstegnieke wat ontwikkel is as deel van Metaboliese Beheerteorie (Heinrich en Schuster 1996) en Biologiese Stelselteorie (Voit 2000). Die volle ontwikkeling van sisteembiologie is egter belemmer deur 'n gebrek aan data. Daarom het die genome en verwante massas data gegenereer deur hoë-deursetmetodes wat in die 1990's begin verskyn het, 'n geleentheid verteenwoordig. As dit noukeurig geïntegreer word, kan hierdie data gebruik word om 'n model te bou wat 'n stelselvlakbegrip van 'n gegewe stuk sellulêre masjinerie, of 'n sel, of 'n orgaan of 'n organisme ensovoorts verteenwoordig, afhangende van die tipe, hoeveelheid en kwaliteit van die data en die verlangde vlak van abstraksie. Daarbenewens, hoe meer data wat in die model geïntegreer kan word, hoe meer betroubaar is ons siening van die stelsel, aangesien enige geraas in die verskillende datastelle geneig sal wees om die sein uit te kanselleer en te versterk. Nog 'n belangrike faktor in die opkoms van stelselbiologie was die konstante toename in die krag van tafelrekenaars. Vir 'n oorsig van sisteembiologie sien (Aderem 2005, Barabasi en Oltvai 2004, Cornish-Bowden 2006, Hood et al. 2004, Ideker et al. 2001, Kitano 2002, Xia et al. 2004).


Oorsprong en evolusie

RRD: Wat weet ons van die oorsprong van hierdie SARS-CoV-2-virus wat Covid-19 veroorsaak? Aan watter virusse is dit die meeste soortgelyk? Op grond van wat?

TG : Dit is 'n redelik nabye genetiese verwant aan SARS, en die mees verwante bekende virusse is koronavirusse wat in vlermuise voorkom. Vlermuise is bekende draers van patogene, aangesien hul immuunstelsel nie so sterk op patogene reageer soos byvoorbeeld ons s'n nie, so het besmette vlermuise dikwels nie sterk simptome nie (sover ons kan sien). Daar is interessante idees oor hoekom dit kan wees, wat verband hou met die hoë hoeveelheid selskade wat vlermuise as vlieënde diere ervaar. As hul liggame hierop oorreageer het, sou hulle hulself doodmaak. Hulle moes dus ontwikkel om te verminder hoe hulle op sulke skade reageer, en dit strek ook tot patogene. Dit lyk of hulle goed kan klaarkom met 'n maag vol virale bagasie.

Dat vlermuis-koronavirusse die naaste familielede is wat tot dusver aan SARS-CoV-2 gevind is, beteken nie dat dit direk van hulle af kom nie. Dit het meer as waarskynlik van vlermuise na 'n tussengasheer gespring. Een sterk verdagte is pangoliene.

Figuur 2. Pangoliene, ook bekend as skubberige miervreters, word in sommige tradisionele medisyne gebruik en ook geëet. Hulle is vreemde en pragtige diere wat nie uitgevind kon word as hulle nie sou bestaan ​​nie. Hierdie beeld is van 'n grondpangolien (Smutsia temminckii) by die Madikwe Wildreservaat in Suid-Afrika. Foto deur David Brossard. Eet pangoliene is 'n dubbele bedreiging omdat dit terselfdertyd die pangolien bedreig en die begin van nuwe virusse skep wanneer die pangoliene wat geëet word saam met ander gashere soos vlermuise op markte voorkom.

RRD: Wat kan 'n invloed hê op hoe in staat is om SARS-CoV-2 van mens tot mens te versprei?

KK: Baie sirkulerende respiratoriese virusse by mense versprei deur 'n kombinasie van kontakoordrag (twee mense raak aan mekaar), lugoordrag (ek loop deur lug waarin jy nies) en omgewingsoordrag (ek raak aan iets waaraan jy geraak het). As 'n persoon nies of hoes moet word vir virusoordrag om plaas te vind, sal hierdie virus waarskynlik nie so doeltreffend versprei soos een wat ook vir 2-3 weke op deurknoppe kan bly nie, waaruit 'n individu 'n virusinfeksie kan opdoen sonder om ooit naby 'n besmette persoon kom. Hoe goed hierdie koronavirus deur hierdie verskillende oordragroetes oordra, is dus 'n groot faktor in hoe vermoë dit is om te versprei. Nog iets wat 'n groot invloed sal hê op hoe in staat is om hierdie virus te versprei, is wanneer 'n besmette individu simptome toon relatief tot wanneer daardie individu aansteeklik word. As 'n individu die virus kan oordra voordat hy weet hy is siek, dan het die virus 'n groot voordeel, en siektebeheerpogings sal minder doeltreffend word.

RRD: In die nuus het ons gehoor dat daar verskillende "stamme" van die virus is. Het hierdie nuwe stamme van die virus ontwikkel sedert die oorsprong van die virus in Wuhan, China? Hoe weet ons?

TG: Lank gelede (soos drie dae gelede), is veronderstel dat daar 2 'stamme' kan wees, S en L. S is veronderstel om die oorspronklike stam te wees wat mense binnegekom het. L het daarna uit S ontwikkel. Maar meer onlangse ontledings bevind dat die aanwysing van hierdie stamme voortydig was. Wat soos twee stamme gelyk het, was net variasie binne 'n enkele stam sonder enige sterk patroon, hetsy met betrekking tot geografie en geskiedenis. Ons verwag dat nuwe stamme sal ontwikkel, en sommige het dalk reeds, maar die data ontbreek om seker te weet of hulle het, nog minder of enige stamme wat wel of ontwikkel het, nuwe eienskappe besit, soos die vermoë om makliker te versprei.

SOK: Meer algemeen sal die virus ophoop genetiese mutasies soos dit onder mense versprei en sy geografiese omvang uitbrei. Sommige van daardie mutante is óf nie beter óf slegter om te versprei nie óf beter om te versprei en langs die nie-mutante te versprei. Diegene onder hulle wat beter is om te kan voortplant, oorleef en versprei, sal in frekwensie in mense groei.

KK: Nog 'n vinnige ding om hier by te voeg: Sommige van die mutasies wat in die virus voorkom, verander nie die aminosure van die virale proteïene nie en daarom word daar nie gedink dat dit 'n groot uitwerking op die fiksheid van die virus het nie (dit wil sê sy oordragpotensiaal, of die vermoë om tussen individue te versprei). Sommige mutasies verander wel die aminosure van die virale proteïene, en die meeste van die tyd is hierdie mutasies nadelig. Hulle maak die virus minder in staat om te versprei. 'n Klein fraksie van mutasies is egter voordelig. Hulle verhoog die oordragpotensiaal van die virus.

Ons volg virale sirkulasiepatronedeur na al hierdie tipe mutasies te kyk. Deur te sien watter mutasies meer algemeen word, kan ons ook 'n beter idee begin kry van watter mutasies voordelig kan wees en moontlik die virus toelaat om beter by mense aan te pas. Of hierdie mutasies wel voordelig is of nie, moet eksperimenteel bevestig word aangesien ander faktore (net toevallige toeval, omgewingsfaktore in verskillende geografiese streke, ens.) ook veranderinge in hoe algemeen 'n mutasie in die virale populasie is, kan beïnvloed, veral vroeg in 'n epidemie.

RRD: Op watter ander maniere kan die virus ontwikkel?

SOK: Mutante stamme kan dalk beter onder mense versprei, maar hulle kan ook die vermoë ontwikkel om na en onder ander diere te versprei. Ons kan voorspel watter deel van die virus met hierdie sogenaamde "gasheerskakeling" geassosieer kan word. Virusse moet aan reseptore op gasheerselle heg. Met SARS-CoV-2 weet ons dat sommige genetiese segmente beheer hoe die virus aan die reseptore van gasheerselle heg en dit binnedring. Dit sluit byvoorbeeld iets in wat die " reseptor-bindende domein " van 'n proteïen genaamd die "spike-proteïen," (dit word geassosieer met die spykers aan die buitekant van die virus). Dit is hierdie genetiese segment wat hierdie proteïen produseer wat die gasheerontvanger angiotensien-omskakelende ensiem 2 (ACE2) herken. Gevolglik is dit die gene van hierdie genetiese segment wat belangrik is om die oorsprong van die virus te verstaan.

RRD: Met ander woorde, ons verwag dat die gene wat verband hou met hoe 'n virus aan 'n sel se deur klop, sal ontwikkel soos die virus oorskakel van gashere met een soort deur na gashere met 'n ander soort deur?

SOK: Min of meer, ja.

TG: Beskou Influenza A as 'n klassieke voorbeeld. Voëlgriep het in varke "gespring" waar dit aangepas het en in staat geword het om te besmet en by mense te versprei, dan van varke in dinge wat op hulle vreet (bv. mink in Denemarke) of naby hulle (mense) is. Ek is nie seker of daar gedokumenteerde terugspronge van mense na varke ens is nie, maar sal so aanneem.

RRD: Om die geïmpliseerde hier te sê, die varkdeur is meer soortgelyk aan die menslike deur as die voëldeur aan die menslike deur, so die virus wat die varkdeur kan oopmaak, het 'n beter kans om die menslike deur oop te maak.

TG: Ons het dalk die metafoor te ver uitgebrei, maar ja, jou reseptore en my reseptore is meer soos 'n vark se reseptore as wat hulle soos 'n hoender se reseptore is.

MK: As ons 'n bietjie hier terugstaan, is ons hoofsaaklik bekommerd oor die siektes wat van diere kom en mense begin besmet, maar ons gee ook terug. Menslike griepoordrag na varke is redelik algemeen. Daar was selfs 'n paar verslae van mense wat hul troeteldierhonde en -katte H1N1* in 2009 gegee het. En 'n sjimpansee by 'n Chicago-dieretuin het 'n ander respiratoriese virus (menslike metapneumovirus) as mense gekry. Hoe gereeld dit gebeur, is nie bekend nie, want ons soek regtig nie so baie daarna nie.

Maar ek sal byvoeg dat hoewel die mutasies in hierdie virusse hulle help om nuwe gashere te vind om te besmet, ons ook hierdie inligting kan gebruik om terapieë te bou. Daar is sekere dele van die virus wat baie belangrike take het om te speel, en as daardie proteïen te veel muteer, of op die verkeerde plek kan die virus nie groei nie. As ons na die genome van al hierdie virusse kyk, kan ons hierdie streke sien en kan ons medisyne ontwerp om teen daardie dele van die virus te werk. Alles deel van die evolusionêre wapenwedloop tussen ons en patogene.

* H1N1, ook bekend as "varkgriep," was verantwoordelik vir die 2009 grieppandemie.
Figuur 3. 'n Visualisering van die virus. Koronavirusse is "omhulde" virusse, dit beteken die primêre komponent van hul buitenste dop is saamgestel uit 'n lipieddubbellaag (in grys gewys) wat dit van die besmette sel steel. Benewens die lipied-dubbellaag, het die buitenste dop 3 virale proteïene waarna gesamentlik verwys word as "strukturele" proteïene omdat hulle deel is van die buitenste dop en die virus sy fisiese vorm en struktuur gee. Die drie koronavirus strukturele proteïene staan ​​bekend as S, M en E. Die rooi driehoeke is die "spikes" van die virus (wat bestaan ​​uit die S-proteïen) wat in wisselwerking met die reseptore op menslike selle is. Hulle is die sleutels wat by die gasheersel se slotte pas. Die oranje kolletjies is die M-proteïen (membraanproteïen) wat die volopste virale strukturele proteïen is, dit help die membraan (lipieddubbellaag) van die virus om te vou, en dit is in wisselwerking met die ander proteïene. Laastens is die geel kolletjies die E-proteïen (omhulselproteïen). Dit is die strukturele proteïen wat die minste verstaan ​​word, maar dit speel 'n rol in die samestelling van die liggaam van die virion ('n virion is net een virus), vrystelling van dogtervirus vanaf besmette gasheerselle en patogenese. Binne die koevert wat hier gewys word, met sy membraan en proteïene, is die RNA van die virus, waarop baie van ons bespreking hier fokus. Die illustrasie is geskep deur die Sentrum vir Siektebeheer (CDC).

RRD: Word voorspel dat SARS-CoV-2 min of meer virulent sal word soos dit versprei? Hoekom?

TG: Moeilike vraag.Vanuit 'n evolusionêre oogpunt…om te oorleef, moet die virus sy verspreiding maksimeer en voortduur. As dit te vinnig doodmaak…dit sal nie oorgedra word nie. As dit egter so ontwikkel dat dit sy replikasietempo in 'n individuele mens verminder, sal daar so min van die virus wees in die nare dinge wat ons na mekaar versprei (snot, spoeg, ander ...), dit sal nie oordra nie. . 'N "ideale" vorm (ideaal uit die perspektief van die virus) sal miskien wees soos die gewone verkoue…dit laat jou 'n bietjie crappy voel, maar nie genoeg om jou in die bed te sit nie (om sodoende ander te vermy). Dit laat jou nies en dribbel, om dit aan ander oor te dra. Maar dit maak jou nie dood nie wat jou toelaat om aan te hou nies, dribbel en versprei. Let daarop dat dit op hierdie stadium reeds ideaal kan wees…, aangesien dit nie die meeste mense doodmaak nie, en dit maak beslis nie die beste mense dood om dit te versprei nie (aktiewe jongmense en kinders wat baie meer rondkom as bejaardes en swakkes). So ek sal eintlik verbaas wees as dit baie anders word as hoe dit nou is.Daar is net nie veel om op te kies om te keer dat dit patogenies is vir bejaardes/swakes nie.

DR: Een van die redes waarom SARS-CoV-2 veral dodelik is, is dat die ontsteking wat dit in die longe veroorsaak, aanleiding gee tot longontsteking-agtige simptome. Dit is grootliks self-toegediende skade wat voortspruit uit ons eie inflammatoriese reaksie. Dit is nie duidelik dat die veroorsaak van sulke longontsteking-agtige simptome op enige manier die virus bevoordeel en selfs die oordragpotensiaal daarvan kan verminder deur besmette individue minder mobiel te maak nie. Dit is dus moontlik dat daar seleksie op die virus sal wees om 'n minder aggressiewe immuunrespons in die longe te veroorsaak. Maar dit kan ook wees dat die immuunrespons meer onder die beheer van die gasheer as die virus is. Dit blyk beslis die geval te wees by muise waar daar geweldige genetiese variasie tussen verskillende muisstamme is in hul immuunrespons op SARs-agtige koronavirusse.

RRD: Die ideale virus sou sy gasheer ook meer sosiaal maak, minder gewillig om pogings tot sosiale distansie te verplig.

TG: Om voort te gaan ... as dit van mense na nog 'n ander spesie langs ons spring (en dit het duidelik geen probleme om redelik groot afstande te spring nie ... selfs al was dit nie direk van 'n vlermuis na mense nie, maar via 'n intermediêre ...), dan kan dit ook sy tempo van evolusie. En maak dit moontlik meer, of minder, virulent/patogenies. Aan beide wat die nuwe gasheerspesie is, en nuwe toekomstige gasheerspesies, maar ook as dit terugspring in mense.

RRD: Wat anders kan ons oor die evolusie daarvan voorspel?

TG: Dit sal beslis voortgaan om te diversifiseer in meer en meer stamme (of om meer presies te wees, subklades). Of dit enige biologiese effek het, moet gesien word…maar mens kan verwag dat dit gevolge sal hê vir die doeltreffendheid van entstowwe…en mandaat die ontwikkeling van stam spesifieke entstowwe (soort van soos met influenza-A).

MK: Ek stem saam met Tom (TG), maar ek sal byvoeg, dit is regtig moeilik om nou te weet wat gaan gebeur, maar wat ons doen, of nie doen in reaksie nie, sal die evolusie daarvan beïnvloed. Nie om voor te stel dat entstowwe sleg is nie, ons het 'n entstof nodig, maar soos die bevolking ontwikkel immuniteit wat nuwe evolusionêre druk op die virus sal toepas.

RRD: Watter van die virusgene ontwikkel die vinnigste? Watter gene moet ontwikkel om die virus in mense te laat slaag (in vergelyking met byvoorbeeld vlermuise of pangoliene)?

TG: Ons moet met 'n viroloog of iemand soos Eddie Holmes* praat wat kyk na die reekse wat tot op hede gegenereer is om 'n goeie antwoord hieroor te kry! Maar dit’s waarskynlik gene onder sterkste seleksie om die immuunstelsel te vermy of om selle…so binne te gaan aan die buitekant van die virus.

MK: As 'n viroloog sal ek sê dat dit mettertyd sal verander. Vroeg toe dit die eerste keer "die sprong gemaak het" na mense en ontwikkel het om van persoon tot persoon te versprei, was daar waarskynlik druk op baie verskillende gene. Die buitenste oppervlak gene wat aan ons selle bind, en sy ander gene wat gebruik word om ons selle oor te neem. Noudat dit al 'n rukkie suksesvol in mense is, sal die meerderheid van die evolusionêre druk op die spykerproteïen wees (weereens, dit is die proteïen wat geassosieer word met die spykers aan die buitekant van die virus wat dit help om aan gasheerselle te bind) en ander sleutelproteïene wat met die membraan van die virus geassosieer word. Daar sal egter dele van hierdie proteïen wees wat krities is vir binding aan die gasheersel se reseptor. So die evolusie sal waarskynlik gebeur op maniere om daardie deel van die proteïen te bewaar, maar steeds die res verander op maniere dat ons immuunstelsel dit nie meer herken nie.

* Tom het vir Eddie e-pos gestuur. Eddie het nie gesê watter gene moontlik die vinnigste ontwikkel nie, maar het gesê dat daar nog geen bewyse was dat die virulensie-gene dit was nie.

RRD: Hoe sou die evolusie of verspreiding van die virus anders wees as die meeste mense daarteen ingeënt is (die bestaan ​​en vrystelling van 'n entstof voorstel)?

KK: Daar is twee moontlike algemene uitkomste van inenting teen 'n virus soos hierdie... As die inentingsyfers hoog genoeg is, sal die virus nie kan voortgaan om te sirkuleer en uitsterf nie. Die vlak van inenting wat benodig word, word die inentingsdrempel genoem, en dit hang af van die oordragpotensiaal (“basiese reproduksienommer,” R0) van die virus. Hoe hoër die oordragpotensiaal hoe groter deel van die publiek wat ingeënt moet word om die virus te stop (of selfs stadiger te maak). As inenting steeds teen relatief hoë vlakke plaasgevind het, maar nie hoog genoeg is om te verhoed dat die virus versprei nie, sal inenting van sommige individue (mits die entstof 'n hoë-doeltreffendheid, beskermende entstof is) in werklikheid sommige van die ongeënte individue ook beskerm. Dit word 'kudde-immuniteit' genoem en dit kom voor omdat inenting die hoeveelheid virus wat sirkuleer verminder, en dus die tempo verminder waarteen ongeënte individue ook besmet raak.

Figuur 4. Die x-as toon die basiese reproduksietempo's (R0) van verskillende virusse. Die y-as wys die proporsie mense wat ingeënt moet word om 'n virus (pc) te stop. SARS-CoV-2 is op ongeveer 3,0, seisoenale griep tussen om 2, waterpokkies op 10 en masels op 'n yslike 16. Hierdie vergelyking bied 'n klein bietjie goeie nuus oor SARS-CoV-2 deurdat dit beteken dat sodra 'n entstof is ontwikkel, wyd beskikbaar en gebruik dat 'n kleiner deel van die bevolking dit nodig het om dit doeltreffend te kry as wat die geval is vir masels. Die waarskuwing is dat sestig persent van die wêreldbevolking (lees op die y-as) baie inentings is. Gebaseer op 'n soortgelyke figuur in Keeling, M. J., & Rohani, P. (2011). Modellering van aansteeklike siektes by mense en diere. Princeton University Press.

SOK: Ek kan my voorstel dat die virus in die sakke van ongeënte individue sirkuleer, of dit nou gevalle of asimptomaties is.

KK: Daar is ook 'n moontlikheid dat inenting op hoë vlakke (maar onder die inentingsdrempel) seleksiedruk op die virus kan plaas om vry te spring van gasheer-immuniteit wat deur entstof verskaf word. In hierdie geval moet die entstof uiteindelik herformuleer word om op 'n ander virusstam gebaseer te wees.

DR: Mens teenliggaampies teen koronavirusse teiken die Spike-domein (die rooi driehoeke in figuur 4), dieselfde proteïen wat die virus gebruik om menslike sellulêre reseptore soos ACE2 (weer daardie deure) te bind. Dit plaas die virus in 'n bietjie van 'n evolusionêre penarie, want as sy spykers te veel verander, kan hulle nie aan die gasheerreseptore bind nie, maar as hulle nie genoeg verander nie, word hulle deur die gasheer se immuunstelsel aangeval. Maar hierdie penarie is nie uniek aan koronavirusse nie. Die hemagglutinienproteïen van griep dien byvoorbeeld ook as 'n reseptorbindende proteïen en is eweneens 'n hoofteiken van menslike teenliggaampies. Ons weet uit die bestudering van virusse soos griep dat hierdie proteïene redelik buigsaam is in hul vermoë om mutasies te verdra wat hulle toelaat om immuniteit te ontsnap terwyl hulle hul ander biologiese funksies behou. My voorspelling, alhoewel spekulatief, is dus dat SARS-Cov-2 menslike teenliggaampies sal kan ontsnap wat deur óf 'n entstof óf van natuurlike immuniteit gegenereer word. Inderdaad, daar is voorlopige bewyse dat ander algemene menslike koronavirusse soos HCoV-OC43 ontwikkel om teenliggaamgebaseerde immuniteit te ontsnap. Dit is belangrik om daarop te let dat dit geensins die belangrikheid van die ontwikkeling van 'n entstof verminder nie, maar eerder dat die entstof dalk oortyd opgedateer moet word soos Katia (KK) hierbo verwys het.

MK : Dit hang af van watter soort immuniteit toegeken word, en hoe lank dit duur. Daar is entstowwe wat voorsien "steriliserende immuniteit” en dan is daar ander wat net siekte voorkom. Hierdie verskillende tipes beskerming dryf virus-evolusie verskillend. Sterilisering van immuniteit is waarna ons streef onder die meeste omstandighede en dit is die tipe immuniteit wat die griep-entstof hoop om te verleen, en doen wanneer die entstof reg ooreenstem met die sirkulerende stam. In hierdie geval het jy hoë vlakke van teenliggaampies in die persoon geïnduseer voordat hulle besmet is, en dan wanneer die virus verskyn, blokkeer die teenliggaampies die virus om selfs te begin. Dit is hoekom jy elke dekade of so 'n verskuiwing in die dominante subtipe van HA in menslike seisoenale griepgevalle sien. Wanneer die hele bevolking steriliserende immuniteit het (teen inenting of infeksie) sirkuleer daardie subtipe nie meer baie goed nie en word vervang deur 'n ander.

As jy nie steriliserende immuniteit kry nie, eindig jy met 'n lae vlak infeksie (en teenliggaampies vertraag maar stop nie die virus in jou liggaam nie), maar dit is nie erg genoeg om jou dokter toe te stuur nie. Hierdie subkliniese infeksie laat die virus toe om in mense te repliseer en nuwe mutasies op te tel en dan is dit net 'n kwessie van Darwinistiese seleksie totdat 'n virus wat vinniger versprei, of vinniger doodmaak, na vore kom. Daar is 'n paar voorbeelde hiervan by mense, maar die beste bestudeerde voorbeeld is die Marek's Disease Virus-entstof in hoenders. Sedert hierdie entstof die eerste keer in die 1950's bekend gestel is, het 'n meer virulente weergawe van die virus elke 10-20 jaar na vore gekom wat 'n nuwe entstof benodig.

RRD: Waaraan moet ons aandag gee met betrekking tot die biologie van die virus? Wat is die onbekendes?

TG: Sal dit/stamme daarvan muteer op maniere wat die doeltreffendheid van die diagnostiese toetse? Of die doeltreffendheid van entstowwe beïnvloed?

RRD: O ja, ek het nie gedink aan die moontlikheid dat stamme op so 'n manier kan ontwikkel dat dit onopspoorbaar word nie.

MK: Dit is nog vroeg, maar vir my is die groot vraag hoe lyk immuniteit teen hierdie virusse. Hoe lank hou dit? Daar is verskeie koronavirusse wat ons almal elke jaar sien. Hulle veroorsaak die gewone verkoue. Elke jaar word ons deur min of meer dieselfde virusse besmet omdat ons immuniteit teen hierdie virusse net sowat 6 maande duur. Sal dit dieselfde wees vir SARS-CoV-2? Of dalk sal ons steeds deur SARS-CoV-2 besmet raak, maar die volgende keer sal dit net koud wees.

RRD: Wat het ek nie gevra wat ek moet hê nie (en as jy die vraag stel, bied ook iets van 'n antwoord)?

TG: Covid-19 is een ding…maar dit gaan skaars die enigste keer wees wat dit gebeur. Hoe keer ons dat dit weer gebeur? En hoe hanteer ons die effens ongemaklike kwessies wat wanneer regerings swak optree (bv. onderdruk die waarheid…verminder die effek…speel op sameswerings)…dit’s verdomp moeilik om te keer dat dit weer gebeur. Om eerlik te wees dink ek ons ​​was baie gelukkig met Covid-19 in vergelyking met waarmee ons kon geëindig het.

JC: Ek dink ons ​​moet daaroor dink hoe ons ons reaksies aanpas by die biologie van virusse. Tot en met Ebola was finansiering aan staat en plaaslike bevolking kategories volgens siekte. Ons het baie hard geveg om te sê dat alle reaksies in die kern dieselfde is met nuanses spesifiek vir die siekte en grootliks verband hou met omvang, skaal en meganisme van oordrag. Elke antwoord het werklik voortgebou op die vorige een. Gelukkig/ongelukkig was die uitbrake nooit naby genoeg om te toets of wat ons gedoen het korrek was nie en baie keer moes ons weer van die praktyke aanleer. Boonop is daar nog nooit sterk navorsingsmetodes ontwikkel om die reaksiekomponente te toets nie, waarvan die meeste uit "daaglikse" kleinskaalse openbare gesondheidspraktyke of ander nie-gesondheidsnoodreaksiepraktyke oorgeneem is nie.

Dit beteken ons het aannames gemaak oor uitkomste en was verbaas toe, byvoorbeeld, H1N1 'n besonder hoë sterftesyfer in swanger vroue gehad het en die bejaardes ietwat beskerm was. Dit is baie anders as seisoenale griep wat die model was vir die voorspelling van bevolkings in gevaar. En dit is eers ver in die pandemie besef. Metodes soos gerandomiseerde kontroleproewe werk net nie tydens 'n noodgeval nie en die aanpassing van ander navorsingsmetodologieë, insluitend kwalitatiewe analise, word nog nie heeltemal gerespekteer nie.

JC: Vir Covid-19 sou dit ook lekker gewees het om die navorsing/evaluasie-infrastruktuur in plek te hê om te evalueer presies hoe kwarantyn was of nie doeltreffend was nie en wat die nuanses was wat dit so gemaak het. meer effektief soos dit geografies versprei. Gemeenskapskwarantyn in Wuhan het byvoorbeeld daarin geslaag om verspreiding na buite te verminder (let daarop dat kwarantyn in hierdie omgewing nie bedoel is om verspreiding uit te skakel nie, maar dit stomp dit net sodat ander gereed kan maak en die gesondheidsorgstelsel nie oorweldig word nie), maar die vaartuig-kwarantyn het heel waarskynlik misluk vir diegene op die skip. Een grootte pas nie almal nie.

RRD: Is daar 'n spesifieke vermoë van een of ander virus of 'n storie oor 'n virus (behalwe koronavirus) wat jou veral fassineer?

Figuur 5. Elektronmikrograaf van 'n mimivirus. Stel jou voor deur Ghigo E, Kartenbeck J, Lien P, Pelkmans L, Capo C, Mege JL, Raoult D. From… PLoS Pathog. 2008 Jun 134(6):e1000087. doi: 10.1371/journal.ppat.1000087.

DR: Ons is geneig om aan te dink meeste virusse as spesialiste wat hoogs aangepas is om 'n enkele spesie te besmet. Sulke spesialiste staar afwykings in die gesig wat die vermoë van enige spesifieke virusstam beperk om verskeie verskillende spesies te besmet. Wat is

Ongelukkig vir ons is dat virusse soos SAR's-agtige koronavirusse eintlik meer soos generaliste is en in baie verskillende gashere kan floreer. Al wat hulle nodig het, is 'n bietjie tyd om by 'n nuwe gasheer aan te pas. Vir my is dit nogal inspirerend dat iets so klein en beperk in terme van sy genoomgrootte so buigsaam kan wees.

TG: Wel, daar is die reuse mimivirusse wat 'n paar filosofiese hoofpyn veroorsaak oor wat 'n virus definieer. Tipies is hulle beide so groot in genoomgrootte en fisiese grootte soos bakterieë soos Rickettsia , en hul genome kodeer vir produkte wat nie normaalweg in virusse gesien is nie, insluitend vir nukleotied- en aminosuursintese. Maar aan die ander kant het hulle nie die meganisme vir proteïentranslasie en energiemetabolisme nie, wat eienskappe is wat ons gewoonlik met lewende organismes assosieer.

SOK : Influensa A-virus (antigeniese verskuiwing en wegdrywing). Koala retrovirus (beide eksogeen, d.w.s. oorgedra tussen individue, en endogeen, d.w.s. oorgeërf van ouer na nageslag).

JC: Wat my gunsteling agent uit 'n paraatheidsperspektief is: dit moet griep wees. Daardie klein gogga is net te aanpasbaar vir ons om aan te vat en vereis 'n heel nuwe benadering. Ons moet planne in plek hê en 'n entstof wat nie jaarlikse hersienings nodig het nie. Dit is alles in ooreenstemming met die bou van veerkragtigheid of dit’s biologiese, sosiale of gedrag: absorbeer die trauma en gereed wees vir die volgende keer.

TG: En dan is daar menslike virusse wat 'n dierlike oorsprong moet hê maar dit’s regtig nie duidelik van watter dier nie. Ek dink byvoorbeeld dat pokke steeds nie 'n goeie dierlike oorsprong verduideliking het nie. En daar is wildegat herpesvirus. Wat my sommer laat lag vir sy naam.

MK: Hoeveel tyd het jy, het die viroloog gesê. Al die bogenoemde, maar waarskynlik een van my gunsteling onderwerpe is die relatief nuwe veld wat na kyk horisontale geenoordrag deur virusse (van virusse na hul gashere en gashere tot virusse) en hoe hulle plante en diere moontlik gehelp het om groot spronge in evolusie te maak. As een voorbeeld is daar 'n paar bewyse dat retrovirusse gene eintlik die bousteen verskaf het om die ontwikkeling van plasenta moontlik te maak.


2 MATERIALE EN METODES

2.1 Opeenvolging van twee Australiese isolate

Twee Australiese isolate (BetaCoV/Australia/VIC02/2020 en BetaCoV/Australia/SA01/2020) is met die MiSeq-platform (Illumina, Inc). Kortliks, RNA is uit elke isolaat gesuiwer deur gebruik te maak van 'n Direct-zol RNA Miniprep kit (Zymo Research). Gesuiwerde RNA is omgekeerd getranskribeer deur gebruik te maak van 'n TaqMan-omgekeerde transkripsie-stel (Applied Biosystems) met ewekansige oktamere gekoppel aan 'n spesifieke primer-volgorde, gevolg deur tweede-string cDNA sintese deur gebruik te maak van Klenow DNA Polimerase I (Promega). Komplementêre DNA is verder geamplifiseer (met gebruik van primers spesifiek vir die volgordes wat by die ewekansige oktamere gevoeg is wat vir omgekeerde transkripsie gebruik word) met 'n KAPA HiFi HotStart-stel (Roche). Die gevolglike DNA is gesuiwer met 'n DNA Clean and Concentrator kit (Zymo Research). Fragmentasie en dubbel-indeks biblioteek voorbereiding is uitgevoer met behulp van 'n Nextera XT DNA Biblioteek Voorbereiding Kit (Illumina, Inc), en gedenatureerde biblioteke is georden met behulp van 'n 300-siklus MiSeq Reagent kit v2 (Illumina, Inc). Volgorde-lesings is afgesny vir kwaliteit en gekarteer na die gepubliseerde verwysingsvolgorde (BetaCoV/Wuhan-Hu-1/2019 GenBank-toetredingsnommer NC_045512.2) met behulp van Geneious 11.1.4. Konsensus genoomvolgordes vir die isolate is gegenereer vir ontleding.

2.2 GISAID-voorverwerking en belyning

Alle beskikbare virale volgordes is afgelaai vanaf GISAID (op 05/03/2020, sien Bylaag S3 (Elbe, & Buckland-Merrett, 2017)), wat vir volledige volgordes van menslike oorsprong (187 genome in totaal) filter. Lae-gehalte reekse (gedefinieer as reekse met 'n N-inhoud groter as 1%) is uitgefiltreer en het 178 stamme in totaal gelaat. Ons het ook een onlangs gerapporteerde virale volgorde van die European Virus Archive global (Ref-SKU: 026V-03883) en die twee Australiese rye in die volledige datastel ingesluit.

Hierdie datastel van 181 rye is teen mekaar in lyn gebring deur gebruik te maak van Muscle (v3.8.31) (Madeira et al., 2019). Gebaseer op die belynings, kon ons aansienlike variasie aan die einde van die rye sien (Figuur S1), waarskynlik as gevolg van volgordebepaling artefakte en foute wat verhoed dat die volle virale genome georden word. Om die impak van potensiële opeenvolgingsfoute te verminder, het ons 'n pasgemaakte perl-skrip geskryf om die rye so te snoei dat slegs posisies met 95% dekking behou is. Hierdie snoei het behels dat die eerste 101 en laaste 72 bp van die belynings verwyder word.

Sodra ons alle 'U' na 'T' geknip en omgeskakel het, het ons 54 rye geïdentifiseer wat identies was. Om die effek van duplikaatreekse op daaropvolgende analise te beperk, het ons dit in 'n enkele inskrywing saamgevat. Hierdie ineengestorte rye word in Tabel S1 opgesom.

Om die metodologie te bekragtig, het ons reekse van ander koronavirusse ingesluit. Ons het 'n mengsel van kontroles soos volg gekies: 7 SARS-volgordes van menslike oorsprong (GenBank-toetredingsnommers AY274119.3, AY291451.1, AY502923.1, AY502932.1, AY559083.1, AY5590854.1 en SARS.1 en SARS.1) rye van vlermuisoorsprong (toegangsnommers KY417142.1 tot KY417152.1), 4 MERS-reekse van menslike oorsprong (toetredingsnommers KJ477102.1, KT006149.2, KT026453.1 en KT029139.1) en 2 MERSacc-reekse van oorsprong nommers MG596802.1 en MG596803.1).

2.3 Filogenetiese boom

Die maksimum waarskynlikheid filogenetiese boom is gegenereer uit die bogenoemde belynings met behulp van RAxML-NG (Kozlov, Darriba, Flouri, Morel, & Stamatakis, 2019). Die evolusionêre model wat gebruik is, was 'n algemene tyd omkeerbare model met gamma-verspreide tempo heterogeniteit en onveranderlike terreine (GTR + G + I). Ons gebruik hierdie modus aangesien dit die mees algemene model is en voorgestel is om gelyke bome te produseer as optimaal geselekteerde modelle (Abadi, Azouri, Pupko, & Mayrose, 2019). Die boom is gevisualiseer met behulp van iTOL (Letunic & Bork, 2019) as 'n middelpunt-gewortelde boom en toon die waarskynlike evolusionêre verwantskappe tussen die gemonsterde stamme.

2.4 K-mer metode

Elke organisme en potensieel isolaat kan 'n unieke genomiese handtekening hê gebaseer op die samestelling van hul genomiese volgorde. Om hierdie handtekening te kwantifiseer, het ons die K-mer frekwensie bepaal. Tel van alle moontlike stringe van lengte k in die volgorde van die virus het na vore gekom as 'n alternatief vir filogenetiese bome in ander dissiplines (Sims, Jun, Wu, & Kim, 2009). Die konseptuele afstand tussen alle isolate kan dan gevisualiseer word deur 'n hoofkomponent-analise (PCA) oor alle genomiese handtekeninge uit te voer om hierdie hoë-dimensionele K-mer-frekwensievektor in 'n tweedimensionele ruimte te verminder (Jolliffe & Cadima, 2016). Sien asseblief Bylaag S1 vir meer besonderhede van hierdie metode.

Pasgemaakte skrifte is gebruik om die K-mer frekwensie vir elke volgorde te bereken deur 'n k van 10 te gebruik (Sims et al., 2009). K-mere wat dubbelsinnige basisse (d.i. N'e) bevat is verwyder. Ons het toe die relatiewe proporsie van elke K-meer bereken, wat 'n frekwensievektor tot gevolg gehad het. Ons het die PCA-implementering van Python scikit-learn gebruik om die genomiese handtekeninge wat 1 048 576 10-meer proporsies bevat te verminder tot 'n vektor wat twee hoofkomponente bevat. Laastens is pasgemaakte skrifte gebruik om die genomiese handtekeninge vir alle voorgenoemde koronavirus-volgordes te vergelyk.


Primer seleksie in HTS

In swamnavorsing is verskeie PCR-inleiders wat ribosomale RNA (rRNA) lokus teiken, hoofsaaklik die interne getranskribeerde spasieerder (ITS), gebruik in die aanvanklike OM-diversiteitstudies (Selosse et al., 2004 Shefferson et al., 2005 Bonnardeaux et al., 2007). 'n Versnelde rDNA-volgorde bemoeilik egter die amplifikasie van een van die mees algemene OMF-taksons (Taylor et al., 2002 Binder et al., 2005), die familie Tulasnellaceae (sien hieronder), wat die ontwikkeling en optimalisering van OM-spesifieke PCR dryf. primers.

Taylor en McCormick (2008) het eers spesifieke primers ITS1-OF en ITS4-OF ontwikkel vir die bestudering van OM-diversiteit deur die volle ITS te versterk gebaseer op die volgordes van Basidiomycete-swamme, insluitend Tulasnella spesies. Hierdie stel is wyd gebruik vir die identifikasie van OM via kloning en volgordebepaling (Xing et al., 2015, 2017, 2019 Jacquemyn et al., 2016a Kaur et al., 2019 Rammitsu et al., 2019). Die ITS4Tul-onderlaag wat deur Taylor (1997) ontwerp is, word ook wyd gebruik om na te soek Tulasnella diversiteit saam met ITS1 of ITS5 primers (Bidartondo et al., 2003 Abadie et al., 2006 Taylor en McCormick, 2008 McCormick et al., 2012, 2016). Later, 'n in silico analise het voorgestel dat ITS3/ITS4OF en ITS86F/ITS4 primers, gerig op die ITS2 sub-streek van ITS, die mees ideaal was vir orgidee wortelmonsters (Waud et al., 2014), selfs al presteer hulle nie altyd goed op grondmonsters nie. Verder, omdat ITS2 meer operasionele taksonomiese eenhede (OTU's) en hoër filogenetiese rykdom as die ander sub-streek ITS1 kan produseer, verkies baie navorsers dit vir swam-identifikasie deur HTS-platforms (Mello et al., 2011 Tedersoo en Lindahl, 2016 Nilsson et al. ., 2019). In die afgelope half-dekade is ITS3/ITS4OF gereeld gebruik vir die identifisering van mikorisale swamgemeenskappe in orgideëwortels van terrestriële orgideë en die omliggende gronde (Jacquemyn et al., 2015a, 2017b Esposito et al., 2016 Duffy et al., 2019). Daarbenewens word ITS86F/ITS4 steeds gebruik vir die opsporing van mikorisale vennote van epifitiese orgideë (Cevallos et al., 2017, 2018a Herrera et al., 2019b Izuddin et al., 2019 Jacquemyn et al., 2021).

Opmerklik, ITS4OF toon vier wanpassings met 64% van Tulasnellaceae, en veelvuldige wanpassings in ander samestellings van Basidiomycota en Ascomycota. Net so, as in ag geneem word dat ITS86F vyf wanpassings het in 83% van Tulasnellaceae, Oja et al. (2015) het die gemodifiseerde primers ITS1ngs, ITS1Fngs en ITS4ngs gemerk, en die ITS4Tul2 primer ontwikkel vir die volle lengte van ITS. Hul geïntegreerde benutting het ooreengestem met die meeste van die bekende mikorisale samestellings van orgideë (insluitend 97% van Tulasnellaceae). Onlangs het 'n nuut ontwikkelde primer 5.8S-OF gekombineer met twee verskillende reverse primers (ITS4OF en ITS4Tul) goeie sukses op OMF geopenbaar (Vogt-Schilb et al., 2020).

Tulasnellaceae (van die orde Cantharellales) is die sleutelmikorisale simbiote van orgideë, hoofsaaklik sy klades A en B. In vergelyking met klade A, is klade B goed gedifferensieer en skaars versterk deur algemene primers of selfs deur Tulasnellaceae-spesifieke primers (Girlanda et al. , 2011 Lindahl et al., 2013). Volgens gebruikersvriendelike Nordiese ITS Ectomycorrhiza (UNITE) databasis wat toegewy is aan molekulêre identifikasie van swamme, behoort 1 ongeveer 3/4 van Tulasnellaceae-reekse egter aan klade A, met inagneming van sterk primer- en monsternemingsvooroordele (hoofsaaklik in die Noordelike Halfrond), Tulasnellaceae klade B kan onderverteenwoordig word, ten spyte daarvan dat dit ewe algemeen voorkom (Oja et al., 2015). Daarom moet toekomstige studies wat op die diversiteit van OM fokus, noukeurig primers kies en hul potensiële vooroordele evalueer.

Mens kan bewus wees dat geen onderlaagstel perfek is nie en oorweeg om verskeie stelle beskikbaar te gebruik ten tyde van die ontwerp van die studie. Op grond hiervan en 'n reeks werke van ons navorsingspan (ongepubliseerde data), word dit sterk aanbeveel om veelvuldige pare primers met lae amplifikasie-oorvleueling te dagvaar. Hulle kan geamalgameer en gekombineer word met 'n geneste PKR-amplifikasiemetode om die maksimum aantal orgidee-mikorisale vennote te identifiseer (Oja et al., 2015 Voyron et al., 2017 Vogt-Schilb et al., 2020). Die gebruik van drie geoptimaliseerde primer-pare, ITS1ngs-ITS4ngs, ITS1Fngs-ITS4ngs, en ITS1-ITS4Tul2, is aanbeveel vir 454 pyrosequencing. Vir amplikonvolgordebepaling deur MiSeq PE300 en HiSeq PE250 te gebruik, kan twee primer-pare (Aanvullende Figuur S1), naamlik ITS1F-ITS4 en ITS1-ITS4Tul aanbeveel word vir die eerste rondte van amplifikasie (Gardes en Bruns, 1993 Bidartondo et al.). . PCR-produkte kan verder onderwerp word aan geneste PCR-amplifikasie deur gebruik te maak van ITS86F-ITS4 en ITS86F-ITS4Tul primers, wat 'n groot verskeidenheid mikorisale swamme vasvang wat geassosieer word met 72 variëteite van tropiese epifitiese orgideë wat in die natuur gekweek word (Li et al., ongepubliseer). Vir die derde generasie PacBio Sequel-volgordebepaling kan geoptimaliseerde ITS1ngs-TW14ngs, ITS1Fngs-TW14ngs, en ITS1-ITS4Tul2 primers aanbeveel word (sien Aanvullende Tabel S1 vir die bogenoemde primer volgordes). In die toekoms sal die haelgeweer-volgordebepaling van wortels, wat geen PCR-versterking verskaf nie, terwyl 'n swam waargeneem kan word, moontlik toelaat om klades te ontrafel wat alle beskikbare primers vryspring, indien enige.


Verwysings

Abonyi, A., M. Leitão, I. Stanković, G. Borics, G. Várbíró & J. Padisák, 2014. 'n Groot rivier (River Loire, Frankryk) opname om fitoplankton funksionele benaderings te vergelyk: vertoon hulle riviersones in soortgelyke maniere? Ekologiese aanwysers 46: 11–22. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.05.038.

Abonyi, A., É. Ács, A. Hidas, I. Grigorszky, G. Várbíró, G. Borics & K. T. Kiss, 2018a. Funksionele diversiteit van fitoplankton beklemtoon langtermyn geleidelike regimeverskuiwing in die middelste gedeelte van die Donaurivier as gevolg van aardverwarming, menslike impakte en oligotrofikasie. Varswaterbiologie 63: 456–472. https://doi.org/10.1111/fwb.13084.

Abonyi, A., Z. Horváth & R. Ptacnik, 2018b. Funksionele rykdom vaar beter as taksonomiese rykdom in die voorspelling van ekosisteemfunksionering in natuurlike fitoplanktongemeenskappe. Varswaterbiologie 63: 178–186.

Abonyi, A., K. T. Kiss, A. Hidas, G. Borics, G. Várbíró & É. Ács, 2020. Selgrootte-afname en veranderde groottestruktuur van fitoplankton beperk ekosisteem wat funksioneer in die middel-Donaurivier oor verskeie dekades. Ekosisteme. https://doi.org/10.1007/s10021-019-00467-6.

Agustí, S., Duarte, C. M. & Canfield, Jr. D. E., 1991. Biomassa-verdeling in Florida fitoplankton gemeenskappe. Tydskrif vir Planktonnavorsing 13: 239–245.

Allen, A. P., J. H. Brown & J. F. Gillooly, 2002. Globale biodiversiteit, biochemiese kinetika en die energetiese-ekwivalensiereël. Wetenskap 297: 1545–1548.

Archibald, E. E. A., 1949. Die spesifieke karakter van plantgemeenskappe: II. 'n Kwantitatiewe benadering. The Journal of Ecology 37: 274–288.

Arrhenius, O., 1921. Spesies en gebied. Tydskrif vir Ekologie 9: 95–99.

Azovsky, A. I., 2002. Grootte-afhanklike spesie-area verhoudings in bentos: is die wêreld meer divers vir mikrobes? Ekografie 25: 273–282.

Baas-Becking, L. G. M., 1934. Geobiologie of inleiding tot die milieukunde. van Stockum en Zoon, Den Haag: 263.

Bach, L. T., K. T. Lohbeck, T. B. Reusch & U. Riebesell, 2018. Vinnige evolusie van hoogs veranderlike mededingende vermoëns in 'n sleutel fitoplankton spesie. Nature Ecology & Evolution 2: 611–613.

Balzano, S., D. Sarno & W. H. Kooistra, 2011. Effekte van soutgehalte op die groeitempo en morfologie van tien Skeletoneem stamme. Tydskrif vir Planktonnavorsing 33: 937–945.

Batista, A. M. M. & A. Giani, 2019. Spatiotemporale veranderlikheid van sianobakteriese gemeenskap in 'n Brasiliaanse oligomesotrofiese reservoir: die pikosianobakteriese dominansie. Ecohydrology & Hydrobiology 19: 566–576.

Benito, X., S. C. Fritz, M. Steinitz-Kannan, M. I. Vélez & M. M. McGlue, 2018. Meer-regionalisering en diatomee-metagemeenskapstrukturering in tropiese Suid-Amerika. Ecology and Evolution 8: 7865–7878.

Bolgovics, Á., G. Várbíró, É. Ács, Z. Trábert, KT Kiss, V. Pozderka, J. Görgényi, P. Boda, BA Lukács, Z. Nagy-László, A. Abonyi & G. Borics, 2017. Fytoplankton van rhitrale riviere: sy oorsprong, diversiteit en moontlike gebruik vir kwaliteit-evaluering. Ekologiese Aanwysers 81: 587–596.

Bolgovics, Á., B. Viktoria, G. Várbíró, E. Á. Krasznai-K, É. Ács, K. T. Kiss & G. Borics, 2019. Groepe klein mere handhaaf groter mikroalgediversiteit as groot. Wetenskap van die totale omgewing 678: 162–172.

Borics, G., Tóthmérész, B., Lukács, B.A. en Várbíró, G., 2012. Funksionele groepe fitoplankton wat diversiteit van vlakmeer-ekosisteme vorm. In Fitoplankton reaksies op menslike impakte op verskillende skale. Springer, Dordrecht: 251–262.

Borics, G., J. Görgényi, I. Grigorszky, Z. László-Nagy, B. Tóthmérész, E. Krasznai & G. Várbíró, 2014. Die rol van fitoplankton-diversiteitsmetrieke in vlak meer en rivier kwaliteit assessering. Ekologiese aanwysers 45: 28–36.

Bork, P., C. Bowler, C. de Vargas, G. Gorsky, E. Karsenti & P. Wincker, 2015. Tara Oceans Tara Oceans bestudeer plankton op planetêre skaal. Inleiding. Science 348: 873.

Bortolini, J. C., A. Pineda, L. C. Rodrigues, S. Jati & L. F. M. Velho, 2017. Omgewings- en ruimtelike prosesse wat fitoplankton-biomassa langs 'n reservoirrivier-vloedvlakte-mere-gradiënt beïnvloed: 'n metagemeenskapsbenadering. Varswaterbiologie 62: 1756–1767.

Brown, J. H. & M. V. Lomolino, 1998. Biogeografie. Sinauer, Sunderland, MA.

Brown, J. H., J. F. Gillooly, A. P. Allen, V. M. Savage & G. B. West, 2004. Toward a metabolic theory of ecology. Ekologie 85: 1771–1789.

Bruggeman, J., 2011. 'n Filogenetiese benadering tot die skatting van fitoplankton-eienskappe. Tydskrif vir Fisologie 47: 52–65.

Callieri, C., G. Corno, E. Caravati, S. Galafassi, M. Bottinelli & R. Bertoni, 2007. Fotosintetiese eienskappe en diversiteit van varswater Synechococcus op twee dieptes tydens verskillende mengtoestande in 'n diep oligotrofiese meer. Tydskrif vir Limnologie 66: 81–89.

Campo, E., M.-Á. Lezcano, R. Agha, S. Cirés, A. Quesada & R. El-Shehawy, 2013. Eerste TaqMan-toets om die silindrospermopsien-produserende sianobakterie te identifiseer en te kwantifiseer Aphanizomenon ovalisporum in water. Advances in Microbiology Scientific Research Publishing 03: 430–437.

Capelli, C., A. Ballot, L. Cerasino, A. Papini & N. Salmaso, 2017. Biogeografie van blomvormende mikrosistien-produserende en nie-toksige populasies van Dolichospermum lemmermannii (Sianobakterieë). Skadelike alge 67: 1–12.

Capelli, C., L. Cerasino, A. Boscaini & N. Salmaso, 2018. Molekulêre gereedskap vir die kwantitatiewe evaluering van potensieel toksigeniese Tychonema borrellyi (Sianobakterieë, Oscillatoriales) in groot mere. Hydrobiologia 824: 109–119.

Carvalho, L., S. Poikane, AL Solheim, G. Phillips, G. Borics, J. Catalan, C. De Hoyos, S. Drakare, BJ Dudley, M. Järvinen & C. Laplace-Treyture, 2013. Krag en onsekerheid van fitoplankton-metrieke vir die beoordeling van eutrofikasie-impakte in mere. Hydrobiologia 704: 127–140.

Cavender-Bares, J., K. H. Kozak, P. V. Fine & S. W. Kembel, 2009. Die samesmelting van gemeenskapsekologie en filogenetiese biologie. Ekologiebriewe 12: 693–715.

Ceballos, G., P. R. Ehrlich, A. D. Barnosky, A. García, R. M. Pringle & T. M. Palmer, 2015. Versnelde moderne mens-geïnduseerde spesieverliese: betree die sesde massa-uitwissing. Wetenskapvooruitgang 1: e1400253.

Chase, J. M. & M. A. Leibold, 2002. Ruimtelike skaal dikteer die produktiwiteit-biodiversiteit-verhouding. Nature 416: 427–430.

Chen, K. & L. Pachter, 2005. Bioinformatika vir heelgenoom-haelgeweervolgordebepaling van mikrobiese gemeenskappe. PLoS Computational Biology 1: 106–112.

Chesson, P. L. & T. J. Geval, 1986. Oorsig: nie-ewewig gemeenskapsteorieë: toeval, veranderlikheid, geskiedenis. In Diamond, J. & T. J. Case (reds), Community Ecology. Harper and Row Publishers Inc., New York: 229–239.

Clifford, H. T. & W. Stephenson, 1975. An Introduction to Numerical Classification. Akademiese Pers, New York: 229.

Cole, JR, Q. Wang, JA Fish, B. Chai, DM McGarrell, Y. Sun, CT Brown, A. Porras-Alfaro, CR Kuske & JM Tiedje, 2014. Ribosomale databasisprojek: data en gereedskap vir hoë deurset rRNA ontleding. Nukleïensure Navorsing 42: D633–D642.

Connell, J. H., 1978. Diversiteit in tropiese reënwoude en koraalriwwe. Wetenskap 199: 1302–1310.

Connor, E. F. & E. D. McCoy, 1979. Die statistieke en biologie van die spesie-area-verwantskap. The American Naturalist 113: 791–833.

D'Alelio, D., A. Gandolfi, A. Boscaini, G. Flaim, M. Tolotti & N. Salmaso, 2011. Planktothrix-populasies in subalpiene mere: seleksie vir stamme met sterk gasvesikels as 'n funksie van meerdiepte, morfometrie en sirkulasie. Varswaterbiologie 56: 1481–1493.

D’Alelio, D., N. Salmaso & A. Gandolfi, 2013. Gereelde rekombinasie vorm die epidemiese bevolkingstruktuur van Planktothrix (Cyanoprokaryota) in Italiaanse subalpiene mere. Tydskrif vir Fikologie 49: 1107–1117.

de Toni, G. B., 1907. Sylloge Algarum Omnium Hucusque Cognitarum – Vol 5, Mixophyceae, Vol. 5. Sumptibus Editoris Typis Seminarii, Padova.

DeAngelis, D. L. & J. C. Waterhouse, 1987. Ekwilibrium en nonequilibrium concepts in ecological models. Ekologiese monografieë 57: 1–21.

Devercelli, M., P. Scarabotti, G. Mayora, B. Schneider & F. Giri, 2016. Ontrafeling van die rol van determinisme en stogastisiteit in die strukturering van die fitoplanktoniese metagemeenskap van die Paranárivier-vloedvlakte. Hydrobiologia 764: 139–156.

Díaz, S. & M. Cabido, 2001. Vive la différence: plant funksionele diversiteit maak saak vir ekosisteemprosesse. Tendense in ekologie en evolusie 16: 646–655.

Dickerson, J. E. & J. V. Robinson, 1985. Ecology 66: 966–980.

Dong, X., W. Zhao, L. Lv, H. Zhang, F. Lv, Z. Qi, J. Huang & Q. Liu, 2016. Diversiteit van eukariotiese plankton van akwakultuurdamme met Carassius auratus gibelio, met behulp van denaturerende gradiëntgelelektroforese. Iranse Tydskrif vir Visserywetenskappe 15: 1540–1555.

Durrett, R. & S. Levin, 1996. Ruimtelike modelle vir spesie-area kurwes. Tydskrif vir Teoretiese Biologie 179: 119–127.

Dyble, J., H. W. Paerl & B. A. Neilan, 2002. Genetiese karakterisering van Cylindrospermopsis raciborskii (sianobakterieë) isolate van diverse geografiese oorsprong gebaseer op nifH en cpcBA-IGS nukleotiedvolgorde-analise. Toegepaste en Omgewingsmikrobiologie 68: 2567–2571.

Ebenhöh, W. 1988. Naasbestaan ​​van 'n onbeperkte aantal algspesies in 'n modelstelsel. Teoretiese Bevolkingsbiologie 34(2): 130–144.

Ehrenberg, C., 1830. Organisation, systematik und geographisches Verhältniss der Infusionsthierchen.

Ehrlich, P. & A. Ehrlich, 1981.Uitwissing: die oorsake en gevolge van die verdwyning van spesies. Random House, New York.

Fisher, R. A., A. S. Corbet & C. B. Williams, 1943. Die verband tussen die aantal spesies en die aantal individue in 'n ewekansige steekproef van 'n dierepopulasie. The Journal of Animal Ecology 12: 42–58.

Flöder, S. & U. Sommer, 1999. Diversiteit in planktoniese gemeenskappe: 'n eksperimentele toets van die intermediêre versteuringhipotese. Limnologie en Oseanografie 44: 1114–1119.

Flynn, K. J., D. K. Stoecker, A. Mitra, J. A. Raven, P. M. Glibert, P. J. Hansen, E. Granéli & J. M. Burkholder, 2013. Misuse of the phytoplankton–zooplankton dichotomy: the need to assign organismes binne planktonfunctional types. Tydskrif vir Planktonnavorsing 35: 3–11.

Fox, J. W., 2013. Die intermediêre versteuringhipotese moet laat vaar word. Trends in Ecology & Evolution 28: 86–92.

Fox, J. W., J. McGrady-Steed & O. L. Petchey, 2000. Toetsing vir plaaslike spesieversadiging met nie-onafhanklike streekspesiepoele. Ekologiebriewe 3: 198–206.

Fridley, J. D., 2001. Die invloed van spesiediversiteit op ekosisteemproduktiwiteit: hoe, waar en hoekom? Oikos 93: 514–526.

Fujii, K., H. Doi, S. Matsuoka, M. Nagano, H. Sato & H. Yamanaka, 2019. Omgewings-DNA-metabarcoding vir visgemeenskap-analise in agterwatermere: 'n vergelyking van vangmetodes. PLoS EEN 14: e0210357.

Gaedeke, A. & U. Sommer, 1986. Die invloed van die frekwensie van periodieke versteurings op die handhawing van fitoplanktondiversiteit. Oecologia 71: 25–28.

Geitler, L., & A. Pascher, 1925. Cyanophyceae and Cyanochloridinae = Chlorobacteriaceae In Pascher, A. (red), Die Süßwasserflora Deutschlands, Österreichs und der Schweiz. Verlag van Gustav Fisher, Jena: 481.

Gleason, H. A., 1922. Oor die verband tussen spesie en gebied. Ekologie 3: 158–162.

Gołębiewski, M. & A. Tretyn, 2020. Generering van amplikonlees vir mikrobiese gemeenskapassessering met volgende generasie volgordebepaling. Tydskrif vir Toegepaste Mikrobiologie 128: 330–354.

Görgényi, J., B. Tóthmérész, G. Várbíró, A. Abonyi, E. T-Krasznai, V. B-Béres & G. Borics, 2019. Bydrae van fitoplankton funksionele groepe tot die diversiteit van 'n eutrofiese oksboogmeer. Hydrobiologia 830: 287–301.

Gotelli, N. J. & R. K. Colwell, 2011. Skatting van spesierykheid. Biologiese Diversiteit 12: 39–54.

Graco-Roza, C., A. M. Segura, C. Kruk, P. Domingos, J. Soininen & M. M. Marinho, 2019. Klonterige naasbestaan ​​in fitoplankton: Die rol van funksionele ooreenkoms in gemeenskapsamestelling. BioRxiv, p. 869966.

Green, J. L., A. J. Holmes, M. Westoby, I. Oliver, D. Briscoe, M. Dangerfield, M. Gillings & A. J. Beattie, 2004. Ruimtelike skaal van mikrobiese eukariote diversiteit. Nature 432: 747–750.

Guelzow, N., F. Muijsers, R. Ptacnik & H. Hillebrand, 2017. Funksionele en strukturele stabiliteit is gekoppel in fitoplankton-metagemeenskappe van verskillende konnektiwiteit. Ekografie 40: 719–732.

Gugger, M., R. Molica, B. Le Berre, P. Dufour, C. Bernard & J.-F. Humbert, 2005. Genetiese diversiteit van Cylindrospermopsis-stamme (sianobakterieë) wat van vier kontinente geïsoleer is. Toegepaste en Omgewingsmikrobiologie 71: 1097–1100.

Guiry, M. D., & G. M. Guiry, 2019. AlgaeBase. Wêreldwye elektroniese publikasie – National University of Ireland, Galway, http://www.algaebase.org.

Gunderson, L. H., 2000. Ekologiese veerkragtigheid – in teorie en toepassing. Jaarlikse oorsig van ekologie en sistematiek 31: 425–439.

Handelsman, J., 2009. Metagenetika: bestee ons erfenis aan die toekoms. Mikrobiese Biotegnologie 2(2): 138–139.

Hardin, G., 1960. Die mededingende uitsluitingsbeginsel. Wetenskap 131: 1292–1297.

Hastings, A., 2004. Verganklike: die sleutel tot langtermyn ekologiese begrip? Tendense in ekologie en evolusie 19: 39–45.

Hastings, A., K. C. Abbott, K. Cuddington, T. Francis, G. Gellner, Y. C. Lai, A. Morozov, S. Petrovskii, K. Scranton & M. L. Zeeman, 2018. Verbygaande verskynsels in ekologie. Wetenskap 361: eaat6412.

Hening, A. & D. H. Nguyen, 2020. Die mededingende uitsluitingsbeginsel in stogastiese omgewings. Tydskrif vir Wiskundige Biologie 80: 1323–1351.

Hillebrand, H. & B. J. Cardinale, 2010. 'n Kritiek vir meta-analises en die produktiwiteit-diversiteit-verhouding. Ekologie 91: 2545–2549.

Hillebrand, H. & B. Matthiessen, 2009. Biodiversiteit in 'n komplekse wêreld: konsolidasie en vordering in funksionele biodiversiteitsnavorsing. Ekologiebriewe 12: 1405–1419.

Hodoki, Y., K. Ohbayashi, Y. Kobayashi, H. Takasu, N. Okuda, S. Nakano, et al., 2013. Anatoxin-a-produserende Raphidiopsis mediterranea Skuja var. grandis Hill is een ekotipe van nie-heterositiese Cuspidothrix issatschenkoi (Usačev) Rajaniemi et al. in Japannese mere. Skadelike alge 21–22: 44–53.

Holling, C. S., 1973. Veerkragtigheid en stabiliteit van ekologiese sisteme. Jaarlikse oorsig van ekologie, evolusie en sistematiek 4: 1–23.

Hooper, DU, M. Solan, A. Symstad, S. Diaz, MO Gessner, N. Buchmann, V. Degrange, P. Grime, F. Hulot, F. Mermillod-Blondin, J. Roy, E. Spehn & L. Van Peer, 2002. Spesiediversiteit, funksionele diversiteit en ekosisteemfunksionering. In Loreau, M. (red.), Biodiversity and Ecosystem Functioning – Synthesis and Perspectives. Oxford University Press, Oxford: 195–208.

Hooper, DU, FS Chapin, JJ Ewel, A. Hector, P. Inchausti, S. Lavorel, JH Lawton, DM Lodge, M. Loreau, S. Naeem, B. Schmid, H. Setälä, AJ Symstad, J. Vandermeer & DA Wardle, 2005. Effekte van biodiversiteit op ekosisteemfunksionering: 'n konsensus van huidige kennis. Ekologiese Monografieë 75: 3–35. https://doi.org/10.1890/04-0922.

Horner-Devine, M. C., M. Lage, J. B. Hughes & B. J. M. Bohannan, 2004. 'n Taksa-area verhouding vir bakterieë. Nature 432: 750–753.

Hötzel, G. & R. Croome, 1999. 'n Fitoplankton-metodeshandleiding vir Australiese varswaters land en water Australië. Grond- en Waterhulpbronne Navorsing en Ontwikkelingskorporasie, Canberra.

Hubbell, S. P., 2006. Neutrale teorie en die evolusie van ekologiese ekwivalensie. Ekologie 87: 1387–1398.

Hughes, A., 2012. Versteuring en diversiteit: 'n ekologiese hoender- en eierprobleem. Natuuropvoedingskennis 3: 48.

Huisman, J. & F. J. Weissing, 1999. Biodiversiteit van plankton deur spesie-ossillasies en chaos. Nature 402: 407–410.

Hutchinson, G. E., 1941. Ekologiese aspekte van opvolging in natuurlike bevolkings. The American Naturalist 75: 406–418.

Hutchinson, G. E., 1961. Die paradoks van die plankton. The American Naturalist 95: 137–145.

Irigoien, X., J. Huisman & R. P. Harris, 2004. Globale biodiversiteitspatrone van mariene fitoplankton en soöplankton. Nature 429: 863–867.

Järnefelt, H., 1956, Zur Limnologie einiger Gewasser Finnlands. XVI. Mit besonderer.

Jasser, I., A. Bukowska, J.-F. Humbert, K. Haukka & D. P. Fewer, 2017. Ontleding van toksige sianobakteriese gemeenskappe deur denaturerende gradiëntgelelektroforese. In Kurmayer, R., K. Sivonen, A. Wilmotte & N. Salmaso (reds), Molecular Tools for the Detection and Quantification of Toxigenic Cyanobacteria. Wiley, New York: 263–269.

Ji, X., J. M. Verspagen, M. Stomp & J. Huisman, 2017. Kompetisie tussen sianobakterieë en groenalge by lae versus verhoogde CO2: wie sal wen, en hoekom? Tydskrif vir Eksperimentele Plantkunde 68: 3815–3828.

Johnson, M., I. Zaretskaya, Y. Raytselis, Y. Merezhuk, S. McGinnis & T. L. Madden, 2008. NCBI BLAST: 'n beter webkoppelvlak. Nukleïensure Navorsing 36: W5–W9.

Juhasz-Nagy, P., 1993. Aantekeninge oor komposisionele diversiteit. Intermediêre versteuringshipotese in fitoplankton-ekologie. Springer, Dordrecht: 173–182.

Knopf, F. L., 1986. Veranderende landskappe en die kosmopolitisme van die oostelike Colorado avifauna. Wildlife Society Bulletin (1973–2006) 14: 132–142.

Komárek, J., 2016. 'n Polifasiese benadering vir die taksonomie van sianobakterieë: beginsels en toepassings. Europese Tydskrif vir Fisikologie 51: 1–8.

Komárek, J. & P. ​​Albertano, 1994. Selstruktuur van 'n planktiese sianoprokariote Tychonema borrellyi. Algological Studies/Archiv für Hydrobiologie, Supplement Volumes Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. https://doi.org/10.1127/algol_stud/75/1995/157.

Komárek, J. & J. Komárková, 2003. Fenotipe diversiteit van die sianoprokariotiese genus Silindrospermopsis (Nostocales) resensie 2002. Czech Phycology, Olomouc 3: 1–30.

Komárek, J., J. Kaštovský, J. Mareš & J. R. Johansen, 2014. Taksonomiese klassifikasie van sianoprokariote (sianobakteriese genera) 2014, met behulp van 'n polyfasiese benadering. Preslia 86: 295–335.

Kong, P., P. Richardson & C. Hong, 2017. Diversiteit en gemeenskapstruktuur van sianobakterieë en ander mikrobes in herwinning van besproeiingsreservoirs. PLoS EEN 12: e0173903.

Krienitz, L. & C. Bock, 2012. Huidige toestand van die sistematiek van planktoniese kokoïedgroenalge van binnelandse waters. Hydrobiologia 698: 295–326.

Kruk, C., E. T. H. M. Peeters, E. H. Van Nes, V. L. M. Huszar, L. S. Costa & M. Scheffer, 2011. Fitoplankton gemeenskapsamestelling kan die beste voorspel word in terme van morfologiese groepe. Limnologie en Oseanografie 56: 110–118.

Kubota, K., 2013. KAARTVIS vir omgewingsmikro-organismes: tegniese vooruitgang en toekomstige toepassings. Mikrobes en omgewings 28: 3–12.

Laliberté, E. & P. Legendre, 2010. 'n Afstand-gebaseerde raamwerk vir die meting van funksionele diversiteit uit veelvuldige eienskappe. Ekologie 91: 299–305.

Laliberté E., P. Legendre & B. Shipley, 2014. FD: meet funksionele diversiteit van veelvuldige eienskappe, en ander gereedskap vir funksionele ekologie. R-pakket weergawe 1.0-12.

Larras, F., F. Keck, B. Montuelle, F. Rimet & A. Bouchez, 2014. Koppeling van diatomee-sensitiwiteit vir onkruiddoders aan filogenie: 'n stap vorentoe vir biomonitering? Omgewingswetenskap en Tegnologie 48: 1921–1930.

Lavorel, S., K. Grigulis, S. McIntyre, NSG Williams, D. Garden, J. Dorrough, S. Berman, F. Quétier, A. Thébault & A. Bonis, 2008. Assessering van funksionele diversiteit in die veld – metodologie maak saak! Funksionele Ekologie 22: 134–147.

Lee, E., U. M. Ryan, P. Monis, G. B. McGregor, A. Bath, C. Gordon & A. Paparini, 2014. Polifasiese identifikasie van sianobakteriese isolate uit Australië. Water Research 59: 248–261.

Leibold, M. A., 1997. Voorspel nutriënt-kompetisie modelle voedingstofbeskikbaarheid in limnetiese ekosisteme? Oecologia 110: 132–142.

Leibold, M. A., 1999. Biodiversiteit en voedingstofverryking in damplanktongemeenskappe. Evolusionêre Ekologie Navorsing 1: 73–95.

Leibold, M. A. & J. M. Chase, 2017. Metacommunity Ecology, Vol. 59. Princeton University Press, Princeton.

Li, W. & R. M. Morgan-Kiss, 2019. Invloed van omgewingsdrywers en potensiële interaksies op die verspreiding van mikrobiese gemeenskappe vanaf drie permanent gestratifiseerde Antarktiese mere. Frontiers in Microbiology Frontiers 10: 1067.

Li, W., Y. Yuhe, T. Zhang, W. Feng, X. Zhang & W. Li, 2009. PCR-DGGE Vingerafdrukanalise van planktongemeenskappe en sy verhouding tot trofiese statu van die meer. International Review of Hydrobiology 94: 528–541.

Litchman, E. & C. A. Klausmeier, 2008. Eienskap-gebaseerde gemeenskapsekologie van fitoplankton. Jaarlikse oorsig van ekologie, evolusie en sistematiek 39: 615–639.

Litchman, E., C. A. Klausmeier, O. M. Schofield & P. ​​G. Falkowski, 2007. Die rol van funksionele eienskappe en afwegings in die strukturering van fitoplanktongemeenskappe: skaal van sellulêre tot ekosisteemvlak. Ekologiebriewe 10: 1170–1181.

Lomolino, M. V. & M. D. Weiser, 2001. Op pad na 'n meer algemene spesie-gebied-verwantskap: diversiteit op alle eilande, groot en klein. Tydskrif vir Biogeografie 28: 431–445.

Loreau, M. & A. Hector, 2001. Verdelingseleksie en komplementariteit in biodiversiteitseksperimente. Nature 412: 72–76.

Lyche Solheim, A., G. Phillips, S. Drakare, G. Free, M. Järvinen, B. Skjelbred, D. Tierne, W. Trodd, & S. Poikane, 2014. Water Framework Directive Intercalibration Technical Report: Northern Lake Fitoplankton ekologiese assesseringsmetodes.

Magurran, A., 2004. Meting van biologiese diversiteit. Blackwell Publishing, Oxford.

Magurran, A. E. & P. ​​A. Henderson, 2003. Verduideliking van die oormaat van skaars spesies in natuurlike spesies oorvloed verspreidings. Nature 422: 714–716.

Mäki, A., P. Salmi, A. Mikkonen, A. Kremp & M. Tiirola, 2017. Monsterpreservering, DNA- of RNA-ekstraksie en data-analise vir hoë-deurset fitoplankton gemeenskapvolgordebepaling. Frontiers in Microbiology Frontiers 8: 1848.

Margalef, R., 1968. Perspektiewe in ekologiese teorie. 111 bladsye. Die Universiteit van Chicago Press, Chicago.

Margalef, R., 1978. Lewensvorme van fitoplankton as oorlewingsalternatiewe in 'n onstabiele omgewing. Oceanologica 1: 493–509.

Mason, N. W. H., D. Mouillot, W. G. Lee & J. B. Wilson, 2005. Funksionele rykdom, funksionele egaligheid en funksionele divergensie: die primêre komponente van funksionele diversiteit. Oikos 111: 112–118.

McNaughton, J., 1967. Verwantskap tussen funksionele eienskappe van Kalifornië grasveld. Nature 216: 168–169.

Méndez, V., M. Assaf, A. Masó-Puigdellosas, D. Campos & W. Horsthemke, 2019. Demografiese stogastisiteit en uitsterwing in bevolkings met Allee-effek. Fisiese oorsig E 99: 022101.

Mittelbach, G. G., C. F. Steiner, S. M. Scheiner, K. L. Gross, H. L. Reynolds, R. B. Waide, M. R. Willig, S. I. Dodson & L. Gough, 2001. Wat is die waargenome verband tussen spesierykheid en produktiwiteit? Ekologie 82: 2381–2396.

Monchamp, M. E., P. Spaak & F. Pomati, 2019. Langtermyn diversiteit en verspreiding van nie-fotosintetiese sianobakterieë in peri-alpiene mere. Frontiers in Microbiology Frontiers 10: 3344.

Morabito, G., A. Oggioni, E. Caravati & P. ​​Panzani, 2007. Seisoenale morfologiese plastisiteit van fitoplankton in Lago Maggiore (.N Italië). Hydrobiologia 578: 47–57.

Morales, E. A., P. A. Siver & F. R. Trainor, 2001. Identifikasie van diatome (Bacillariophyceae) tydens ekologiese assesserings: vergelyking tussen ligmikroskopie en skandeerelektronmikroskopietegnieke. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia Academy of Natural Sciences 151: 95–103.

Morozov, A., K. Abbott, K. Cuddington, T. Francis, G. Gellner, A. Hastings, Y. C. Lai, S. Petrovskii, K. Scranton & M. L. Zeeman, 2019. Lang verbygange in ekologie: teorie en toepassings. Fisika van die Lewe Resensies. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2019.09.004.

Moss, B., 1973. Diversiteit in varswater fitoplankton. The American Midland Naturalist 90: 341–355.

Mouquet, N., V. Devictor, C. N. Meynard, F. Munoz, L. F. Bersier, J. Chave, P. Couteron, A. Dalecky, C. Fontaine, D. Gravel & O. J. Hardy, 2012. Ecophylogenetics: advances and perspectives. Biologiese Resensies 87: 769–785.

Muhl, RM, DL Roelke, T. Zohary, M. Moustaka-Gouni, U. Sommer, G. Borics, U. Gaedke, FG Withrow & J. Bhattacharyya, 2018. Resisting annihilation: relationships between functional trait dissimilarity, assemblage mededinging power en allelopatie. Ekologiebriewe 21: 1390–1400.

Naeem, S. & S. Li, 1997. Biodiversiteit verhoog ekosisteembetroubaarheid. Nature 390(6659): 507–509. https://doi.org/10.1038/37348.

Naeem, S. & J. P. Wright, 2003. Ontwikkeling van biodiversiteitseffekte op ekosisteemfunksionering: die afleiding van oplossings vir 'n oënskynlik onoorkomelike probleem. Ekologiebriewe 6: 567–579.

Naselli-Flores, L. & G. Rossetti, 2010. Santa Rosalia, die ikoon van biodiversiteit. Hydrobiologia 653: 235–243.

Naselli-Flores, L., J. Padisák, M. T. Dokulil & I. Chorus, 2003. Ekwilibrium/steady-state concept in phytoplankton ecology. Hydrobiologia 502: 395–403.

Naselli-Flores, L., R. Termine & R. Barone, 2016. Phytoplankton kolonisasie patrone. Is spesierykheid afhanklik van afstand tussen varswaters en van hul konnektiwiteit? Hydrobiologia 764: 103–113.

Noss, R. F., 1983. 'n Streekslandskapbenadering om diversiteit te handhaaf. BioScience 33: 700–706.

Nygaard, G., 1949. Hidrobiologiese studies oor sommige Deense damme en mere. Pert II: Die kwosiënthipotese en 'n paar min bekende plankton-organismes. Vidensk Danske. Selsk. Biol. Skr. 7: 1–293.

Ogawa, Y. & S. E. Ichimura, 1984. Fitoplankton diversiteit in binnelandse waters van verskillende trofiese status. Japanese Journal of Limnology (Rikusuigaku Zasshi) 45: 173–177.

Padfield, D., G. Yvon-Durocher, A. Buckling, S. Jennings & G. Yvon-Durocher, 2016. Vinnige evolusie van metaboliese eienskappe verduidelik termiese aanpassing in fitoplankton. Ekologiebriewe 19: 133–142.

Padisák, J., 1994. Identifikasie van relevante tydskale in nie-ewewig gemeenskapsdinamika, gevolgtrekkings van fitoplanktonopnames. New Zealand Journal of Ecology 18: 169–176.

Padisák, J., L. G. Tóth & M. Rajczy, 1988. Die rol van storms in die someropeenvolging van die fitoplanktongemeenskap in 'n vlak meer (Balatonmeer, Hongarye). Tydskrif vir Planktonnavorsing 10: 249–265.

Paine, R. T., 1966. Voedselwebkompleksiteit en spesiediversiteit. The American Naturalist 100: 65–75.

Parvinen, K., U. Dieckmann, M. Gyllenberg & J. A. Metz, 2003. Evolusie van verspreiding in metapopulasies met plaaslike digtheidsafhanklikheid en demografiese stogastisiteit. Tydskrif vir Evolusionêre Biologie 16: 143–153.

Pearson, D. E., Y. K. Ortega, Ö. Eren & J. L. Hierro, 2018. Gemeenskapsamestellingsteorie as 'n raamwerk vir biologiese invalle. Tendense in Ekologie & Evolusie 33: 313–325.

Petchey, O. L. & K. J. Gaston, 2006. Funksionele diversiteit: terug na basiese beginsels en vorentoe kyk. Ekologiebriewe 9: 741–758.

Pomati, F., C. Tellenbach, B. Matthews, P. Venail, B. W. Ibelings & R. Ptacnik, 2015. Uitdagings en vooruitsigte vir die interpretasie van langtermyn fitoplankton diversiteit veranderinge in Lake Zurich (Switserland). Varswater Biologie 60: 1052–1059.

Ptacnik, R., A. G. Solimini, T. Andersen, T. Tamminen, P. Brettum, L. Lepistö, E. Willén & S. Rekolainen, 2008. Diversiteit voorspel stabiliteit en hulpbrongebruikdoeltreffendheid in natuurlike fitoplanktongemeenskappe.Proceedings of the National Academy of Sciences 105: 5134–5138.

Ptacnik, R., T. Andersen, P. Brettum, L. Lepistö & E. Willén, 2010a. Streeksspesiepoele beheer gemeenskapversadiging in meer fitoplankton. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 277: 3755–3764.

Ptacnik, R., S. D. Moorthi & H. Hillebrand, 2010b. Hutchinson omgekeer, of waarom daar so baie spesies moet wees. Vooruitgang in ekologiese navorsing 43: 1–33.

Quast, C., E. Pruesse, P. Yilmaz, J. Gerken, T. Schweer, P. Yarza, J. Peplies & FO Glöckner, 2013. Die SILVA ribosomale RNA geen databasisprojek: verbeterde dataverwerking en webgebaseerde gereedskap . Nukleïensure Navorsing 41: D590–D596.

Rajaniemi, P., P. Hrouzek, K. Kastovská, R. Willame, A. Rantala, L. Hoffmann, J. Komárek & K. Sivonen, 2005. Filogenetiese en morfologiese evaluering van die genera Anabaena, Aphanizomenon, Trichormus en Nostoc (Nostocales, Cyanobacteria). International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 55: 11–26.

Ramm, J., A. Lupu, O. Hadas, A. Ballot, J. Rücker, C. Wiedner & A. Sukenik, 2012. A CARD-FISH protokol vir die identifikasie en opsomming van sianobakteriese akinetes in meer sedimente. FEMS Microbiology Ecology 82: 23–36.

Régnier, C., G. Achaz, A. Lambert, R. H. Cowie, P. Bouchet & B. Fontaine, 2015. Massa-uitsterwing in swak bekende taksa. Proceedings of the National Academy of Sciences 112: 7761–7766.

Reynolds, C. S., 1980. Fitoplanktonsamestellings en hul periodisiteit in stratifiserende meerstelsels. Ekografie 3: 141–159.

Reynolds, C. S., 1984. Fitoplankton periodisiteit: die interaksies van vorm, funksie en omgewingsveranderlikheid. Varswaterbiologie 14: 111–142.

Reynolds, C. S., 1988. Die konsep van biologiese suksessie toegepas op seisoenale periodisiteit van fitoplankton. Verhandlungen der Internationalen Verhandlungern für theroretische und angewandte Limnologie 23: 683–691.

Reynolds, C. S., 1993. Skale van versteuring en hul rol in plankton-ekologie. Hydrobiologia 249: 157–172.

Reynolds, C. S., 1998. Watter faktore beïnvloed die spesiesamestelling van fitoplankton in mere van verskillende trofiese status? Hydrobiologia 369: 11–26.

Reynolds, C. S., 2003. Pelagiese gemeenskapsvergadering en die habitatsjabloon. Bocconea 16: 323–339.

Reynolds, C. S., 2006. Die ekologie van fitoplankton. Cambridge University Press, Cambridge.

Reynolds, C. S., J. Padisák & U. Sommer, 1993. Intermediêre versteuring in die ekologie van fitoplankton en die instandhouding van spesiediversiteit: 'n sintese. Hydrobiologia 249: 183–188.

Reynolds, C. S., V. Huszar, C. Kruk, L. Naselli-Flores & S. Melo, 2002. Towards a functional classification of the varswater fitoplankton. Tydskrif vir Planktonnavorsing 24: 417–428.

Righetti, D., M. Vogt, N. Gruber, A. Psomas & N. E. Zimmermann, 2019. Globale patroon van fitoplankton-diversiteit aangedryf deur temperatuur- en omgewingsveranderlikheid. Science Advances 5: eaau6253.

Rimet, F., E. Gusev, M. Kahlert, MG Kelly, M. Kulikovskiy, Y. Maltsev, DG Mann, M. Pfannkuchen, R. Trobajo, V. Vasselon, J. Zimmermann & A. Bouchez, 2019. Diat .barcode, 'n oop-toegang saamgestelde strepieskode biblioteek vir diatome. Wetenskaplike verslae 9: 1–12.

Roelke, D. L. & P. ​​M. Eldridge, 2008. Vermenging van oorversadigde samestellings en die vinnige verlies van spesies. The American Naturalist 171: 162–175.

Roelke, D. L., S. E. Cagle, R. M. Muhl, A. Sakavara & G. Tsirtsis, 2019. Hulpbronskommelingspatrone beïnvloed opkomende eienskappe van fitoplanktonsamestellings en hul weerstand teen skadelike algeblomme. Mariene en Varswaternavorsing 71: 56–67.

Rohde, K., 1992. Latitudinale gradiënte in spesie-diversiteit: die soeke na die primêre oorsaak. Oikos 65: 514–527.

Rosenzweig, M. L., 1971. Paradoks van verryking: destabilisering van eksploitasie-ekosisteme in ekologiese tyd. Science 171(3969): 385–387.

Roy, S. & J. Chattopadhyay, 2007. Op pad na 'n oplossing van 'die paradoks van die plankton': 'n kort oorsig van die voorgestelde meganismes. Ekologiese kompleksiteit 4: 26–33.

Rusch, DB, AL Halpern, G. Sutton, KB Heidelberg, S. Williamson, S. Yooseph, D. Wu, JA Eisen, JM Hoffman, K. Remington, K. Beeson, B. Tran, H. Smith, H. Baden-Tillson, C. Stewart, J. Thorpe, J. Freeman, C. Andrews-Pfannkoch, JE Venter, K. Li, S. Kravitz, JF Heidelberg, T. Utterback, YH Rogers, LI Falcón, V. Souza, G. Bonilla-Rosso, LE Eguiarte, DM Karl, S. Sathyendranath, T. Platt, E. Bermingham, V. Gallardo, G. Tamayo-Castillo, MR Ferrari, RL Strausberg, K. Nealson, R. Friedman, M. Frazier & JC Venter, 2007. The Sorcerer II Global Ocean Sampling-ekspedisie: Noordwes-Atlantiese Oseaan deur oostelike tropiese Stille Oseaan. PLoS Biology Public Library of Science 5: 0398–0431.

Ruttner, F., 1952. Planktonstudien der deutschen limnologischen Sunda Expedition. Argief vir Hydrobiologie 21: 1–274.

Sakavara, A., G. Tsirtsis, D. L. Roelke, R. Mancy & S. Spatharis, 2018. Knobbelige spesie-naasbestaan ​​ontstaan ​​sterk in fluktuerende hulpbronomgewings. Proceedings of the National Academy of Sciences 115: 738–743.

Salmaso, N., 2019. Effekte van habitatverdeling op die verspreiding van bakterioplankton in diep mere. Frontiers in Microbiology Frontiers 10: 2257.

Salmaso, N. & J. Padisák, 2007. Morfo-funksionele groepe en fitoplanktonontwikkeling in twee diep mere (Gardameer, Italië en Stechlinmeer, Duitsland). Hydrobiologia 578: 97–112.

Salmaso, N., L. Naselli-Flores & J. Padisák, 2015. Funksionele klassifikasies en hul toepassing in fitoplankton-ekologie. Varswaterbiologie 60: 603–619.

Salmaso, N., C. Capelli, R. Rippka & A. Wilmotte, 2017. Polifasiese benadering op sianobakteriese stamme. In Kurmayer, R., K. Sivonen, A. Wilmotte & N. Salmaso (reds), Molecular Tools for the Detection and Quantification of Toxigenic Cyanobacteria. Wiley, New York: 125–134.

Salmaso, N., D. Albanese, C. Capelli, A. Boscaini, M. Pindo & C. Donati, 2018. Diversiteit en sikliese seisoenale oorgange in die bakteriese gemeenskap in 'n groot en diep Perialpine Lake. Mikrobiese Ekologie 76: 125–143.

Salmaso, N., A. Boscaini & M. Pindo, 2020. Die ontrafeling van die diversiteit van eukariotiese mikroplankton in 'n groot en diep perialpine meer met behulp van 'n hoë deurset-volgordebepalingsbenadering. Frontiers in Microbiology 11: 789.

Scheffer, M. & E. H. van Nes, 2006. Self-georganiseerde ooreenkoms, die evolusionêre opkoms van groepe van soortgelyke spesies. Proceedings of the National Academy of Sciences 103: 6230–6235.

Schippers, P., A. M. Verschoor, M. Vos & W. M. Mooij, 2001. Los “oorversadigde naasbestaan” die “paradoks van die plankton” op? Ekologiebriewe 4: 404–407.

Segura, A. M., D. Calliari, C. Kruk, H. Fort, I. Izaguirre, J. F. Saad & amp M. Arim, 2015. Metaboliese afhanklikheid van fitoplankton spesies rykdom. Global Ecology and Biogeography 24: 472–482.

Shannon, C. E., 1948. 'n Wiskundige teorie van kommunikasie. The Bell System Technical Journal 27: 379–423.

Shih, PM, D. Wu, A. Latifi, SD Axen, DP Fewer, E. Talla, A. Calteau, F. Cai, N. Tandeau de Marsac, R. Rippka, M. Herdman, K. Sivonen, T. Coursin, T. Laurent, L. Goodwin, M. Nolan, KW Davenport, CS Han, EM Rubin, JA Eisen, T. Woyke, M. Gugger & CA Kerfeld, 2013. Verbetering van die dekking van die sianobakteriese filum deur gebruik te maak van diversiteitsgedrewe genoomvolgordebepaling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110: 1053–1058.

Shih, P. M., J. Hemp, L. M. Ward, N. J. Matzke & W. W. Fischer, 2017. Kroongroep Oxyphotobacteria postdateer die opkoms van suurstof. Geobiologie 15: 19–29.

Sildever, S., J. Sefbom, I. Lips & A. Godhe, 2016. Mededingende voordeel en hoër fiksheid in inheemse bevolkings van geneties gestruktureerde planktoniese diatome. Environmental Microbiology 18: 4403–4411.

Skácelová, O. & J. Lepš, 2014. Die verhouding van diversiteit en biomassa in fitoplanktongemeenskappe verswak wanneer spesieproporsies in ag geneem word. Hydrobiologia 724: 67–77.

Smith, V. H., B. L. Foster, J. P. Grover, R. D. Holt, M. A. Leibold & F. de Noyelles Jr., 2005. Fitoplankton-spesierykheid skaal konsekwent vanaf laboratoriummikrokosmos tot die wêreld se oseane. Proceedings of the National Academy of Sciences 102: 4393–4396.

Soares, M. C. S., M. Lürling & V. L. M. Huszar, 2013. Groei en temperatuurverwante fenotipiese plastisiteit in die sianobakterie Cylindrospermopsis raciborskii. Fikologiese Navorsing 61: 61–67.

Sommer, U., 1983. Voedingstofkompetisie tussen fitoplanktonspesies in multispesie-chemostaat-eksperimente. Archiv für Hydrobiologie 96: 399–416.

Sommer, U., 1984. Die paradoks van die plankton: fluktuasies van fosforbeskikbaarheid handhaaf diversiteit van fitoplankton in deurvloeikulture 1. Limnology and Oceanography 29: 633–636.

Sommer, U., 1999. Ekologie: kompetisie en naasbestaan. Nature 402: 366.

Sommer, U., J. Padisák, C. S. Reynolds & P. ​​Juhász-Nagy, 1993. Hutchinson se erfenis: die diversiteit-versteuringsverhouding in fitoplankton. Hydrobiologia 249: 1–7.

Stockenreiter, M., F. Haupt, A.-K. Graber, J. Seppälä, K. Spilling, T. Tamminen & H. Stibor, 2013. Funksionele groeprykheid: implikasies van biodiversiteit vir ligte gebruik en lipiedopbrengs in mikroalge. Tydskrif vir Fisologie 49: 838–847. https://doi.org/10.1111/jpy.12092.

Stomp, M., J. Huisman, G. G. Mittelbach, E. Litchman & C. A. Klausmeier, 2011. Grootskaalse biodiversiteitspatrone in varswater fitoplankton. Ekologie 92: 2096–2107.

Strathdee, F. & A. Gratis, 2013. Denaturerende gradiëntgelelektroforese (DGGE). In Makovets, S. (red.), DNA Electrophoresis. Metodes in Molekulêre Biologie (Metodes en Protokolle). Humana Press, Totowa, NJ: 145–157.

Striebel, M., S. Behl & H. Stibor, 2009. Die koppeling van biodiversiteit en produktiwiteit in fitoplanktongemeenskappe: gevolge vir biomassa-stoïgiometrie. Ekologie 90: 2025–2031. https://doi.org/10.1890/08-1409.1.

Thunmark, S., 1945. Zur Soziologie des Süsswasserplanktons. Een metodiese-ökologiese studie. Folia Limnologica Skandinavica 3: 1–66.

Tijdens, M., H. L. Hoogveld, M. P. Kamst-Van Agterveld, S. G. H. Simis, A. C. Baudoux, H. J. Laanbroek & H. J. Gons, 2008. Population dynamics and diversity of viruses, bacteria and phytoplankton in a vlak eutrofiese meer. Mikrobiese Ekologie 56: 29–42.

Tilman, D., 1977. Hulpbronkompetisie tussen planktonalge: 'n eksperimentele en teoretiese benadering. Ekologie 58: 338–348.

Tilman, D., 1985. Die hulpbron-verhouding hipotese van plantopvolging. The American Naturalist 125: 827–852.

Tilman, D. & S. S. Kilham, 1976. Fosfaat- en silikaatgroei en opnamekinetika van die diatome Asterionella formosa en Cyclotella meneghiniana in bondel en in bondel en semi-kontinue kultuur 1. Journal of Phycology 12: 375–383.

Tilman, D. & S. Pacala, 1993. Die handhawing van spesierykheid in plantgemeenskappe. In Ricklefs, R. & D. Schluter (reds), Species Diversity in Ecological Communities. University of Chicago Press, Chicago: 13–25.

Tilman, D., D. Wedin & J. Knops, 1996. Produktiwiteit en volhoubaarheid beïnvloed deur biodiversiteit in grasveld-ekosisteme. Nature 379: 718–720. https://doi.org/10.1038/379718a0.

Tilman, D., J. Knops, D. Wedin, P. Reich, M. Ritchie & E. Siemann, 1997. Die invloed van funksionele diversiteit en samestelling op ekosisteemprosesse. Wetenskap 277: 1300–1302.

Török, P., E. Krasznai, V. Bácsiné Béres, I. Bácsi, G. Borics & B. Tóthmérész, 2016. Funksionele diversiteit ondersteun die biomassa-diversiteit boggelrug verhouding in fitoplankton samestellings. Funksionele Ekologie 30: 1593–1602.

Tóthmérész, B., 1995. Vergelyking van verskillende metodes vir diversiteitsortering. Tydskrif vir Plantegroeikunde 6: 283–290.

Ulrich, W. & M. Ollik, 2005. Limiete tot die skatting van spesierykheid: die gebruik van relatiewe oorvloed verspreidings. Diversiteit en Verspreidings 11: 265–273.

Vallina, S. M., P. Cermeno, S. Dutkiewicz, M. Loreau & J. M. Montoya, 2017. Fitoplankton funksionele diversiteit verhoog ekosisteem produktiwiteit en stabiliteit. Ekologiese Modellering 361: 184–196.

Vandamme, P., B. Pot, M. Gillis, P. de Vos, K. Kersters & J. Swings, 1996. Polyphasic taxonomy, a consensus approach to bacterial systematics. Mikrobiologiese Resensies 60: 407–438.

Vanormelingen, P., K. Cottenie, E. Michels, K. Muylaert, W. I. M. Vyverman & L. U. C. De Meester, 2008. Die relatiewe belangrikheid van verspreiding en plaaslike prosesse in die strukturering van fitoplanktongemeenskappe in 'n stel hoogs onderling gekoppelde damme. Varswaterbiologie 53: 2170–2183.

Várbíró, G., J. Görgényi, B. Tóthmérész, J. Padisák, É. Hajnal & G. Borics, 2017. Funksionele oortolligheid wysig spesie-area verhouding vir varswater fitoplankton. Ekologie en Evolusie 7(23): 9905–9913.

Vellend, M., 2010. Konseptuele sintese in gemeenskapsekologie. The Quarterly Review of Biology 85: 183–206.

Vellend, M., 2016. Die teorie van ekologiese gemeenskappe (MPB-57). Princeton University Press, Princeton.

Venail, P., 2017. Biodiversiteit-ekosisteem funksionering navorsing in varswater fitoplankton: 'n omvattende oorsig van eienskap-gebaseerde studies. Vooruitgang in Oseanografie en Limnologie 8: 1–8.

Venter, JC, K. Remington, JF Heidelberg, AL Halpern, D. Rusch, JA Eisen, D. Wu, I. Paulsen, KE Nelson, W. Nelson, DE Fouts, S. Levy, AH Knap, MW Lomas, K. Nealson, O. White, J. Peterson, J. Hoffman, R. Parsons, H. Baden-Tillson, C. Pfannkoch, Y.-H. H. Rogers & H. O. Smith, 2004. Omgewingsgenoom haelgeweer volgordebepaling van die Sargasso See. Wetenskap 304: 66–74.

Violle, C., M.-L. Navas, D. Vile, E. Kazakou, C. Fortunel, I. Hummel & E. Garnier, 2007. Laat die konsep van eienskap funksioneel wees! Oikos 116: 882–892.

Waide, R. B., M. R. Willig, C. F. Steiner, G. G. Mittelbach, L. Gough, S. I. Dodson, G. P. Juday & R. Parmenter, 1999. Die verband tussen primêre produktiwiteit en spesierykheid. Jaarlikse oorsig van ekologie en sistematiek 30: 257–300.

Wang, C., V.-B. Béres, C. C. Stenger-Kovács, X. Li & A. Abonyi, 2018. Verbeterde ekologiese aanduiding gebaseer op gekombineerde planktiese en bentiese funksionele benaderings in grootrivier fitoplankton-ekologie. Hydrobiologia 818: 163–175.

Wang, L., Y. Tang, R. W. Wang & X. Y. Shang, 2019. Herevaluering van die 'plankton-paradoks' deur 'n onderling gekoppelde empiriese data en 'n voedselwebmodel te gebruik. Ekologiese Modellering 407: 108721.

Weithoff, G., 2003. Die konsepte van 'plant funksionele tipes' en 'funksionele diversiteit' in meer fitoplankton - 'n nuwe begrip van fitoplankton ekologie? Varswaterbiologie 48: 1669–1675.

Weithoff, G. & B. E. Beisner, 2019. Maatreëls en benaderings in eienskap-gebaseerde fitoplankton gemeenskapsekologie – van varswater tot mariene ekosisteme. Grense in Mariene Wetenskap. https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00040.

Whittaker, R. J. & E. Heegaard, 2003. Wat is die waargenome verband tussen spesierykheid en produktiwiteit? Kommentaar Ekologie 84: 3384–3390.

Whitton, B. A. & M. Potts, 2012. Inleiding tot die sianobakterieë. In Whitton, B. A. (red.), Ecology of Cyanobacteria II. Springer, Dordrecht: 1–13.

Wilmotte, A., H. D. I. Laughinghouse, C. Capelli, R. Rippka & N. Salmaso, 2017. Taksonomiese identifikasie van sianobakterieë deur 'n polyfasiese benadering. In Kurmayer, R., K. Sivonen, A. Wilmotte & N. Salmaso (reds), Molecular Tools for the Detection and Quantification of Toxigenic Cyanobacteria. Wiley, New York: 79–119.

Wilson, J. B., 1990. Meganismes van spesie-naasbestaan: twaalf verklarings vir Hutchinson se 'paradoks van die plankton': bewyse uit Nieu-Seelandse plantgemeenskappe. New Zealand Journal of Ecology 13: 17–42.

Wilson, K. M., M. A. Schembri, P. D. Baker & C. P. Saint, 2000. Molekulêre karakterisering van die giftige sianobakterie Cylindrospermopsis raciborskii en ontwerp van 'n spesie-spesifieke PKR. Toegepaste en Omgewingsmikrobiologie 66: 332–338.

Xia, L. C., J. A. Cram, T. Chen, J. A. Fuhrman & F. Sun, 2011. Akkurate genoom relatiewe oorvloed skatting gebaseer op haelgeweer metagenomiese lees. PLoS EEN. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027992.

Bericksichtigung des Planktons. Annale van Dierkundige Vereniging “Vancimo” 17: 1–201.

Yarza, P., P. Yilmaz, E. Pruesse, FO Glöckner, W. Ludwig, KH Schleifer, WB Whitman, J. Euzéby, R. Amann & R. Rosselló-Móra, 2014. Verenig die klassifikasie van gekweekte en ongekultiveerde bakterieë en archaea met behulp van 16S rRNA geenvolgordes. Nature Reviews Microbiology 12: 635–645.

Julle, L., C.-W. Chang, S.-I. S. Matsuzaki, N. Takamura, C. E. Widdicombe en C.-H. Hsieh, 2019. Funksionele diversiteit bevorder fitoplankton hulpbrongebruik doeltreffendheid. Tydskrif vir Ekologie 107: 2353–2363. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13192.

Zhang, W., Y. Mo, J. Yang, J. Zhou, Y. Lin, A. Isabwe, J. Zhang, X. Gao & Z. Yu, 2018. Genetiese diversiteitspatroon van mikroeukariotiese gemeenskappe en sy verhouding met die omgewing gebaseer op PCR-DGGE en T-RFLP tegnieke in Dongshan Bay, suidoos China. Kontinentale Platnavorsing 164: 1–9.

Zohary, T., G. Flaim & U. Sommer, 2020. Temperatuur en die grootte van varswater fitoplankton. Hidrobiologie. https://doi.org/10.1007/s10750-020-04246-6.


3. Resultate

3.1 Globale diversiteit van CoV's

'n Totaal van 19 192 diere en mense is getoets vir die teenwoordigheid van CoV deur konsensus PCR (cPCR) (Tabel 1). Die meerderheid was vlermuise (n = 12 333), wat 282 spesies uit twaalf families verteenwoordig. Oor die algemeen was die proporsie CoV-positiewe individue 8,6% in vlermuise (n = 1 065/12 333) en 0,2% in nie-vlermuise (n = 17/6 859). Met ander woorde, meer as 98% van alle positiewe individue was vlermuise.

Opsomming van individue wat getoets is en positief is vir ten minste een koronavirus deur gasheertaksa.

Gasheertaksa getoets. Geen individue getoets. Nee individue positief. Nee. verskillende virusse bespeur.
Vlermuise 12,333 1,065 91
Nie-menslike primate 3,470 4 2
Knaagdiere en skelmdiere 3,387 11 7
Mense 1,124 2 2
Totaal 19,192 1,082 100 a
Gasheertaksa getoets. Geen individue getoets. Nee individue positief. Geen duidelike virusse bespeur nie.
Vlermuise 12,333 1,065 91
Nie-menslike primate 3,470 4 2
Knaagdiere en skelmpies 3,387 11 7
Mense 1,124 2 2
Totaal 19,192 1,082 100 a

a Let wel: Getalle is nie totaal nie aangesien twee virusse in twee taksa opgespoor is.

Opsomming van individue wat getoets is en positief is vir ten minste een koronavirus deur gasheertaksa.

Gasheertaksa getoets. Geen individue getoets. Nee individue positief. Geen duidelike virusse bespeur nie.
Vlermuise 12,333 1,065 91
Nie-menslike primate 3,470 4 2
Knaagdiere en skelmpies 3,387 11 7
Mense 1,124 2 2
Totaal 19,192 1,082 100 a
Gasheertaksa getoets. Geen individue getoets. Nee individue positief. Geen duidelike virusse bespeur nie.
Vlermuise 12,333 1,065 91
Nie-menslike primate 3,470 4 2
Knaagdiere en skelmpies 3,387 11 7
Mense 1,124 2 2
Totaal 19,192 1,082 100 a

a Let wel: Getalle is nie totaal nie aangesien twee virusse in twee taksa opgespoor is.

Gedeeltelike volgordes is verkry vanaf twee nie-oorvleuelende fragmente van die orf1ab-geen, wat 654 volgordes vir die 'Quan'-streek en 950 vir die 'Watanabe'-streek oplewer (sien 'Metodes'). Daar was 'n 27% oorvleueling, waar rye vir beide streke van dieselfde monster verkry is. Die verspreiding van paarsgewyse volgorde-identiteite het 'n 90% afsnypunt tussen taksa (Fig. 1) en die gevolglike monofiletiese groepe (waarin alle rye ≥90% identiteit gehad het) gedefinieer as ons bedryfstaksonomiese eenhede. Groepe wat minder as 90% identiteit met 'n bekende volgorde gedeel het, is opeenvolgend gemerk as PREDICT_CoV-1, -2, -3 ens, terwyl groepe wat ≥90% identiteit deel met 'n volgorde wat reeds in GenBank was, beskou is as stamme van 'n bekende virus en toegeken dieselfde naam as die ooreenstemmende volgorde (bv. Kenya_bat_CoV_KY33 of HKU-9). Reekse wat >90% identiteit gedeel het, maar gevind is in verskillende gashere, is as deel van dieselfde taksonomiese eenheid beskou. Op grond van hierdie kriteria is 100 diskrete virale taksa geïdentifiseer, waarvan een-en-negentig in vlermuise gevind is (Tabel 1 Fig. 2). Dit is belangrik dat ons geen aansprake maak dat hierdie groepe ooreenstem met 'spesies' nie, aangesien volledige orf1ab-replikassekwense daarvoor benodig word (King et al. 2012). In plaas daarvan maak ons ​​duidelik dat ons hierdie gedeeltelike fragmente gebruik om rye in 'operasionele taksonomiese eenhede' te groepeer (analoog aan OTU-groepering in mikrobioomnavorsing). Ons beklemtoon ook dat ons afsnypunt bepaal is op grond van twee diskrete streke binne die orf1ab geskei deur >3,000 nukleotiede, en dat hierdie streke ooreenstem met unieke peptiede post-translasionele splitsing.

Histogram van die relatiewe frekwensie van paarsgewyse volgorde-identiteite wat gebruik word om die afsnypunt tussen bedryfstaksonomiese eenhede vir alle CoV-reekse wat opgespoor is, te definieer. 'n Bimodale verspreiding is waargeneem en 'n afsnypunt van 90% volgorde-identiteit is gebruik om volgordes van beide die Watanabe (Panel A) en Quan (Panel B) toetse in diskrete virale taksa te skei.

Histogram van die relatiewe frekwensie van paarsgewyse volgorde-identiteite wat gebruik word om die afsnypunt tussen bedryfstaksonomiese eenhede vir alle CoV-reekse wat opgespoor is, te definieer. 'n Bimodale verspreiding is waargeneem en 'n afsnypunt van 90% volgorde-identiteit is gebruik om volgordes van beide die Watanabe (Panel A) en Quan (Panel B) toetse in diskrete virale taksa te skei.

Maksimum waarskynlikheid filogenetiese rekonstruksies vir alle gedeeltelike CoV RdRp fragmente vir beide die Quan (Panel A) en Watanabe (Panel B) toetse. Rye word in klades saamgevou, wat ons bedryfstaksonomiese eenhede verteenwoordig (reekse wat ≥90% identiteit deel) en aantal rye vir elke takson word tussen hakies aangedui. Verteenwoordigende gepubliseerde reekse van GenBank is ingesluit vir vergelyking (GenBank-toetredingsnommer aangedui). Albei bome is gewortel deur die verwante Breda-virus (NC_007447) te gebruik en alle nodusse het ≥60% selflaai-ondersteuning. Sirkeldiagramme dui die verspreiding van virale taksa deur gasheer (vlermuis) familie, in elke virus sub-klade.

Maksimum waarskynlikheid filogenetiese rekonstruksies vir alle gedeeltelike CoV RdRp fragmente vir beide die Quan (Panel A) en Watanabe (Panel B) toetse. Rye word in klades saamgevou, wat ons bedryfstaksonomiese eenhede verteenwoordig (reekse wat ≥90% identiteit deel) en aantal rye vir elke takson word tussen hakies aangedui. Verteenwoordigende gepubliseerde reekse van GenBank is ingesluit vir vergelyking (GenBank-toetredingsnommer aangedui). Albei bome is gewortel deur die verwante Breda-virus (NC_007447) te gebruik en alle nodusse het ≥60% selflaai-ondersteuning. Sirkeldiagramme dui die verspreiding van virale taksa deur gasheer (vlermuis) familie, in elke virus sub-klade.

Opmerklik was die opsporing van subgroep 2a CoV-volgordes in vlermuise, mense en nie-menslike primate van vier verskillende lande. Hierdie sub-klade word grootliks beskou as die knaagdier sub-klade (Lau et al. 2015 Wang et al. 2015 Tsoleridis et al. 2016), maar hier het ons volgordes opgespoor wat ooreenstem met die bekende virus betacoronavirus-1 in Pteropus medius van Bangladesj, Pteropus alecto van Indonesië, en van mense in China, en volgordes wat ooreenstem met muriene koronavirus in nie-menslike primate van Nepal (hierdie volgordes is deur vier verskillende laboratoriums opgespoor, en geen knaagdiermonsters is terselfdertyd verwerk nie) (Fig. 2). Daarbenewens rapporteer ons die ontdekking van verskeie sub-klade 2b- en 2c CoV-volgordegroepe (onderskeidelik die SARS- en MERS-subklade) (Fig. 2), en die opsporing van menslike koronavirus 229E-agtige volgordes in hipposideros en rhinolophus-vlermuise gemonster in ROC, Uganda, Kameroen en Gaboen, wat vorige voorstelle ondersteun dat 229E soönotiese oorsprong het (Pfefferle et al. 2009 Hu et al. 2015). Laastens beklemtoon ons die opsporing van voëlgeassosieerde aansteeklike brongitisvirusagtige volgordes (IBV) in vlermuise en 'n naverwante virus (PREDICT_CoV-49) in nie-menslike primate van Bangladesj, sowel as varkepidemie-diarreevirus (PEDV) in vlermuise (Fig. 2). Weereens bevestig ons dat geen veemonsters in enige van hierdie laboratoriums verwerk is wat as 'n bron van kontaminasie kon opgetree het nie.

3.2 Faktore wat virale diversiteit aandryf

Virale α-diversiteit (die 'effektiewe aantal' spesies) was beduidend gekorreleer met vlermuis α-diversiteit (tau = 0.325, P = 0,022) (Fig. 3), wat daarop dui dat meer virusse gevind sal word in streke waar vlermuisdiversiteit hoër is. Hierdie assosiasie is gehandhaaf toe virale rykdom, eerder as effektiewe aantal spesies, as die diversiteitsindeks gebruik is (tau = 0.421, P < 0,001). Virale en vlermuis β-diversiteit was ook beduidend gekorreleer (Mantel toets rho = 0.575, P < 0,001). In beide gevalle het diversiteit byna heeltemal gedifferensieer in drie diskrete gemeenskappe per streek (Fig. 3). Slegs Afrika en Asië het enige virale volgorde-klusters gedeel (PREDICT_CoV-35 en HKU9 Fig. 4), wat toon dat vlermuise 'n sterk biogeografiese invloed op die globale ekologie en evolusie van CoVs gehad het.

Vergelyking van virale en vlermuisdiversiteit. Die aarde se oppervlak is verdeel in roosterselle volgens breedtegraad en lengtegraad (10 × 10 grade-eenhede) vir diversiteitsberekeninge (paneel A). Roosterselle waar vlermuise gemonster is, word in elke streek genommer. Alfa-diversiteit (Shannon H) vir virus (paneel B) en gasheer (paneel C) is gekorreleer, wat aandui dat areas met hoë vlermuisdiversiteit ook hoë virale diversiteit het. Donkerder selle dui op hoër alfa-diversiteit (d.i. meer virale of gasheertaksa) in elke roostersel. Beta-diversiteit is ook gekorreleer tussen virus (paneel D) en gasheer (paneel E), en gedifferensieer in drie diskrete gemeenskappe volgens streek—Latyns-Amerika (roosterselle 1–10), Afrika (roosterselle 11–20) en Asië (roosterselle) selle 21–34). Skakering dui aan dat óf virusse (in rooi) óf gashere (in blou) tussen twee ooreenstemmende roosterselle gedeel word, met donkerder selle wat hoër paarsgewyse ooreenkoms aandui.

Vergelyking van virale en vlermuisdiversiteit. Die aarde se oppervlak is in roosterselle verdeel volgens breedtegraad en lengtegraad (10 × 10 grade-eenhede) vir diversiteitsberekeninge (paneel A). Roosterselle waar vlermuise gemonster is, word in elke streek genommer. Alfa-diversiteit (Shannon H) vir virus (paneel B) en gasheer (paneel C) is gekorreleer, wat aandui dat areas met hoë vlermuisdiversiteit ook hoë virale diversiteit het. Donkerder selle dui op hoër alfa-diversiteit (d.i. meer virale of gasheertaksa) in elke roostersel. Beta-diversiteit is ook gekorreleer tussen virus (paneel D) en gasheer (paneel E), en gedifferensieer in drie diskrete gemeenskappe volgens streek—Latyns-Amerika (roosterselle 1–10), Afrika (roosterselle 11–20) en Asië (roosterselle) selle 21–34). Skakering dui aan dat óf virusse (in rooi) óf gashere (in blou) tussen twee ooreenstemmende roosterselle gedeel word, met donkerder selle wat hoër paarsgewyse ooreenkoms aandui.

Netwerkmodel wat die verbinding van CoV's en hul gashere toon. Virale volgorde-trosse (grys gekleur) word aan gasheerspesies verbind, hetsy volgens streek (paneel A) of familie (paneel B). Virale en gasheer en gemeenskappe skei feitlik geheel en al volgens streek, slegs Afrika en Asië word verbind deur twee gedeelde virusse (HKU9 en PREDICT_CoV-35) wat in spesies van albei vastelande voorkom. Netwerke toon ook dat virusse blykbaar deur verskeie gasgesinne in Afrika en Asië gedeel word, terwyl dit meer beperk is tot 'n enkele gesin in Latyns-Amerika.

Netwerkmodel wat die verbinding van CoV's en hul gashere toon. Virale volgorde-trosse (grys gekleur) word aan gasheerspesies verbind, hetsy volgens streek (paneel A) of familie (paneel B). Virale en gasheer en gemeenskappe skei feitlik geheel en al volgens streek, slegs Afrika en Asië word verbind deur twee gedeelde virusse (HKU9 en PREDICT_CoV-35) wat in spesies van albei vastelande voorkom. Netwerke toon ook dat virusse blykbaar deur verskeie gasgesinne in Afrika en Asië gedeel word, terwyl dit meer beperk is tot 'n enkele gesin in Latyns-Amerika.

Ko-filogenetiese versoeningsanalise is gebruik om die evolusionêre meganismes te ondersoek wat die virus-gasheer-assosiasies wat waargeneem is, aandryf, byvoorbeeld gasheeromskakeling, virale deel of ko-spesiasie (sien 'Metodes'). Oor die algemeen was gasheerskakeling die dominante meganisme, gevolg deur ko-spesiasie (Fig. 5). As dit volgens streek ontleed word, het gasheeromskakeling (inter-genus-oordrag) dominant gebly in Afrika en Asië, maar nie in Latyns-Amerika nie. Ten spyte van minder gasheer-omskakelingsgeleenthede in Latyns-Amerika, was daar 'n gepaardgaande toename in virusdeling (intra-genus-oordrag). Dit dui daarop dat virusse steeds gashere in Latyns-Amerika verwissel, maar verkieslik tussen naverwante spesies beweeg, terwyl virusse in Afrika en Asië tussen meer ver verwante spesies kruis. Om die sensitiwiteit van ons resultate vir ons gekose metode te evalueer (dws gebruik van 'n voorafbepaalde kosteskema in die program Jane), het ons die analise vir die Quan alfa-CoV en beta-CoV-rekonstruksies herhaal met behulp van CoRePA, 'n parameter-aanpasbare benadering wat 'n gepaste kosteskema beraam sonder enige voorafgaande waardetoewysing. Deur die resultate te vergelyk, het ons opgemerk dat 91% ooreenstemming tussen Jane en CoRePA in alfa-CoV-rekonstruksie (vier-en-dertig gebeurtenisse, waarvan een-en-dertig ooreengekom het), en 100% ooreenstemming in die beta-CoV-rekonstruksies (ses-en-twintig gebeurtenisse, almal van wat ingestem het). Ons neem verder kennis dat die kosteskema wat in CoRePA bereken is 0,7 was vir gasheeromskakeling en 0,1 vir ko-spesiasie – wat die verstekkosteskema wat in Jane gebruik is, ondersteun (d.w.s. dat gasheeromskakeling as meer 'duur' as ko-spesiasie beskou moet word).

Relatiewe verhouding van evolusionêre gebeure wat lei tot waargenome virus:gasheer-assosiasies vir CoV's in vlermuise. Kofilogenetiese rekonstruksies is gebruik om elke gebeurtenis te identifiseer (Aanvullende Fig. S1: Panele A-D), en betekenisvolheid geëvalueer volgens streek. Oor alle streke was gasheeromskakeling die dominante evolusionêre gebeurtenis (paneel A). As dit volgens streek geskei is, het gasheerskakeling dominant gebly in Afrika (paneel B) en Asië (paneel C), maar nie in Latyns-Amerika nie (paneel D).

Relatiewe proporsie van evolusionêre gebeure wat lei tot waargenome virus:gasheerverenigings vir CoV's in vlermuise. Kofilogenetiese rekonstruksies is gebruik om elke gebeurtenis te identifiseer (Aanvullende Fig. S1: Panele A-D), en betekenisvolheid geëvalueer volgens streek. Oor alle streke was gasheerwisseling die dominante evolusionêre gebeurtenis (paneel A). As dit volgens streek geskei is, het gasheerskakeling dominant gebly in Afrika (paneel B) en Asië (paneel C), maar nie in Latyns-Amerika nie (paneel D).

'n Tweeledige netwerkmodel wat virale volgordegroepe met hul gashere verbind, ondersteun hierdie resultate, wat illustreer dat vlermuis-CoV's aan verskeie gasheerfamilies in Afrika en Asië gekoppel is terwyl dit grootliks beperk is tot 'n enkele vlermuisfamilie in Latyns-Amerika (Fig. 4, Paneel B). Verder was gasheerwisseling byna vier keer meer waarskynlik as virusdeel in Afrika, in vergelyking met Latyns-Amerika (OF: 3,858 P = 0,040). CoV's in Asië was ook meer geneig om omskakeling te huisves as om te deel in vergelyking met Latyns-Amerika, maar die resultate was nie betekenisvol nie (OF: 2,474 P = 0,143). Geen spesifieke vlermuisfamilie is geassosieer met verhoogde gasheerwisseling nie, maar dit kan klein steekproefgroottes weerspieël wanneer die data volgens familie opgesom word.

3.3 Geskatte aantal CoV's in vlermuise

'n Groot aantal gasheer (vlermuis) spesies in ons studie was negatief vir CoV (n = 197), maar nie een van hierdie spesies is omvattend gemonster nie (Fig. 6). Ons het gevind dat alle spesies met steekproefgroottes >110 individue positief was vir een of meer CoV's, wat daarop dui dat ons CoV's in sommige van die negatiewe spesies in ons studie sou opgespoor het as steekproefpoging verhoog word. As gevolg van die hoë aantal van hierdie negatiewe spesies en hul effek op die gemiddelde aantal virusvolgordegroepe per spesie, is hulle uitgesluit van ons skattings. Deur slegs daardie spesies te behou waarvoor >110 individue gemonster is (daar was sewe-en-twintig spesies wat gekwalifiseer het), het ons die gemiddelde aantal CoV's per spesie op 2,67 (std = 1,38) geskat, en dus rekening hou met die waarskynlike scenario dat sommige spesies sal het meer virusse en ander minder. Ons het toe die gemiddelde na al 1 200 vlermuisspesies geëkstrapoleer om 'n totale potensiële rykdom van 3 204 CoVs (reeks = 1 200–6 000 CoVs) te skat, waarvan die meeste nog beskryf moet word.

Verwantskap tussen monsternemingspoging en virale opsporing onder alle vlermuisspesies wat gemonster is. 'n Poisson-regressiemodel is gebruik om die verwagte aantal virusse te skat gebaseer op die aantal diere wat gemonster is, volgens spesie (elke sirkel dui 'n aparte spesie aan). Die 95% vertrouensintervalle word aangedui.

Verwantskap tussen monsternemingspoging en virale opsporing onder alle vlermuisspesies wat gemonster is. 'n Poisson-regressiemodel is gebruik om die verwagte aantal virusse te skat gebaseer op die aantal diere wat gemonster is, volgens spesie (elke sirkel dui 'n aparte spesie aan). Die 95% vertrouensintervalle word aangedui.

3.4 Faktore wat CoV-positiwiteit voorspel

Om toekomstige toesigpogings te verfyn om die onontdekte diversiteit van CoV's in vlermuise te vind, het ons die faktore wat CoV-positiwiteit voorspel, geëvalueer. Vir elke streek het die beste model monstertipe, vlermuisfamilie (of in die geval van Latyns-Amerika, subfamilie), seisoen en dier-mens-koppelvlak ingesluit (Tabel 2). Seisoen is nie ingesluit by die topmodel vir Latyns-Amerika nie, maar die model met die seisoen ingesluit was binne twee AIC (delta AIC = 1.06) en word dus geag om soveel ondersteuning te hê as die topmodel (Burnham en Anderson 2002). Monstertipe was hoogs geassosieer met CoV-positiwiteit, en monsters wat ontlasting of fekale deppers bevat, was aansienlik meer geneig om positief te toets as ander monstertipes in alle streke. Vlermuisfamilie was belangrik in Asië en Afrika. Seisoen was ook betekenisvol, met monsters wat gedurende die droë seisoen versamel is, meer geneig om positief te toets in Afrika en Asië as dié wat tydens die nat seisoen versamel is (alhoewel met lae kansverhoudings). Ouderdomsklas blyk belangrik te wees, aangesien sub-volwassenes meer geneig was om positief te toets as volwassenes in Afrika en Asië. Seks was nie verwant aan CoV-positiwiteit in Asië of Latyns-Amerika nie, terwyl mans effens meer geneig was om CoV-positief in Afrika te wees (OF = 1.5, 1.2–1.9 CI, P < 0,001). Breë kategorieë van dier-mens-koppelvlakke is aansienlik geassosieer met CoV-positiwiteit onder vlermuise in al drie streke: in Afrika en Latyns-Amerika was vlermuise wat by die dieregebruik-koppelvlakkategorie gemonster is, meer geneig om positief te wees, en in Asië, vlermuise wat by die dier gemonster is gebruik- en menslike aktiwiteite-koppelvlakke was meer geneig om positief te wees as dié wat by ander koppelvlakke gemonster is. Die belangrikheid van die diere-koppelvlak in al drie streke dui daarop dat praktyke rondom dieregebruik belangrik kan wees vir die oordrag van siektes.

Veranderlikes wat verband hou met koronavirus-positiewe kolftoetse in Afrika, Asië en Latyns-Amerika. Streeksdatastelle vir elke logistiese regressiemodel het bestaan ​​uit vlermuisspesies waar meer as vyftig vlermuise getoets is. Ouderdomsdatastelle was 'n subset van die streekdatastelle aangesien ouderdomsklas nie vir alle individue bepaal is nie. Getalle in vetdruk is staties betekenisvol vir P < 0,05.

. . . Waarskynlike verhouding . P . 95% vertrouensintervalle .
Afrika
Voorbeeld tipe Laer Boonste
Ontlasting/rektale depper 350.98<0,001146.64840.07
Orale/neusdepper 5.05<0,0012.0312.54
Orale/rektale depper 30.98<0,00113.4671.30
Bloed 1.65 0.540 0.33 8.09
Sneesdoekie 1.00
Gasfamilie
Hipposideridae 1.22 0.559 0.62 2.41
Pteropodidae 3.84 <0,0012.276.49
Molossidae 1.00
Seisoen
Droog 2.42 <0,0011.793.25
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 1.98 0.0011.352.91
Ongerepte area 1.39 0.624 0.37 5.29
Grondgebruik 1.66 0.219 0.74 3.74
Menslike aktiwiteit 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 5.91<0,0014.288.17
Volwasse 1.00
Asië
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 62.80<0,00115.44255.49
Orale/neusdepper 13.25<0,0013.1156.38
Urine/urogenitale depper 46.92<0,00110.85202.80
Guano 22.12<0,0013.66133.56
Weefsel, Orale/rektale depper 1.00
Gasfamilie
Emballonuridae 0.31 0.26 0.04 2.37
Miniopteridae 9.78<0,0015.6916.81
Pteropodidae 2.16<0,0011.293.62
Rhinolophidae 1.08 0.82 0.57 2.03
Vespertilionidae 3.67<0,0012.186.18
Hipposideridae 1.00
Seisoen
Droog 1.490.031.032.16
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 3.300.011.298.40
Menslike aktiwiteit 3.480.011.368.95
Ongerepte area 1.81 0.35 0.52 6.35
Grondgebruik 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.840.001.262.67
Volwasse 1.00
Latyns-Amerika
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 15.660.0005.0248.79
Orale/rektale depper 27.860.0006.86113.22
Orale/neusdepper 1.00
Gasheer subfamilie
Carolliinae 6.95 0.06 0.90 53.76
Stenodermatinae 5.04 0.12 0.67 37.89
Glossophaginae 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 5.250.011.4818.65
Menslike aktiwiteit 2.73 0.12 0.77 9.69
Grondgebruik 4.22 0.10 0.78 22.95
Ongerepte area 1.00
Seisoen
Droog 1.30 0.52 0.58 2.89
Nat 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.73 0.15 0.83 3.62
Volwasse 1.00
. . . Waarskynlike verhouding . P . 95% vertrouensintervalle .
Afrika
Voorbeeld tipe Laer Boonste
Ontlasting/rektale depper 350.98<0,001146.64840.07
Orale/neusdepper 5.05<0,0012.0312.54
Orale/rektale depper 30.98<0,00113.4671.30
Bloed 1.65 0.540 0.33 8.09
Sneesdoekie 1.00
Gasfamilie
Hipposideridae 1.22 0.559 0.62 2.41
Pteropodidae 3.84 <0,0012.276.49
Molossidae 1.00
Seisoen
Droog 2.42 <0,0011.793.25
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 1.98 0.0011.352.91
Ongerepte area 1.39 0.624 0.37 5.29
Grondgebruik 1.66 0.219 0.74 3.74
Menslike aktiwiteit 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 5.91<0,0014.288.17
Volwasse 1.00
Asië
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 62.80<0,00115.44255.49
Orale/neusdepper 13.25<0,0013.1156.38
Urine/urogenitale depper 46.92<0,00110.85202.80
Guano 22.12<0,0013.66133.56
Weefsel, Orale/rektale depper 1.00
Gasfamilie
Emballonuridae 0.31 0.26 0.04 2.37
Miniopteridae 9.78<0,0015.6916.81
Pteropodidae 2.16<0,0011.293.62
Rhinolophidae 1.08 0.82 0.57 2.03
Vespertilionidae 3.67<0,0012.186.18
Hipposideridae 1.00
Seisoen
Droog 1.490.031.032.16
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 3.300.011.298.40
Menslike aktiwiteit 3.480.011.368.95
Ongerepte area 1.81 0.35 0.52 6.35
Grondgebruik 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.840.001.262.67
Volwasse 1.00
Latyns-Amerika
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 15.660.0005.0248.79
Orale/rektale depper 27.860.0006.86113.22
Orale/neusdepper 1.00
Gasheer subfamilie
Carolliinae 6.95 0.06 0.90 53.76
Stenodermatinae 5.04 0.12 0.67 37.89
Glossophaginae 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 5.250.011.4818.65
Menslike aktiwiteit 2.73 0.12 0.77 9.69
Grondgebruik 4.22 0.10 0.78 22.95
Ongerepte area 1.00
Seisoen
Droog 1.30 0.52 0.58 2.89
Nat 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.73 0.15 0.83 3.62
Volwasse 1.00

Veranderlikes wat verband hou met koronavirus-positiewe kolftoetse in Afrika, Asië en Latyns-Amerika. Streeksdatastelle vir elke logistiese regressiemodel het bestaan ​​uit vlermuisspesies waar meer as vyftig vlermuise getoets is. Ouderdomsdatastelle was 'n subset van die streekdatastelle aangesien ouderdomsklas nie vir alle individue bepaal is nie. Getalle in vetdruk is staties betekenisvol vir P < 0,05.

. . . Waarskynlike verhouding . P . 95% vertrouensintervalle .
Afrika
Voorbeeld tipe Laer Boonste
Ontlasting/rektale depper 350.98<0,001146.64840.07
Orale/neusdepper 5.05<0,0012.0312.54
Orale/rektale depper 30.98<0,00113.4671.30
Bloed 1.65 0.540 0.33 8.09
Sneesdoekie 1.00
Gasfamilie
Hipposideridae 1.22 0.559 0.62 2.41
Pteropodidae 3.84 <0,0012.276.49
Molossidae 1.00
Seisoen
Droog 2.42 <0,0011.793.25
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 1.98 0.0011.352.91
Ongerepte area 1.39 0.624 0.37 5.29
Grondgebruik 1.66 0.219 0.74 3.74
Menslike aktiwiteit 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 5.91<0,0014.288.17
Volwasse 1.00
Asië
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 62.80<0,00115.44255.49
Orale/neusdepper 13.25<0,0013.1156.38
Urine/urogenitale depper 46.92<0,00110.85202.80
Guano 22.12<0,0013.66133.56
Weefsel, Orale/rektale depper 1.00
Gasfamilie
Emballonuridae 0.31 0.26 0.04 2.37
Miniopteridae 9.78<0,0015.6916.81
Pteropodidae 2.16<0,0011.293.62
Rhinolophidae 1.08 0.82 0.57 2.03
Vespertilionidae 3.67<0,0012.186.18
Hipposideridae 1.00
Seisoen
Droog 1.490.031.032.16
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 3.300.011.298.40
Menslike aktiwiteit 3.480.011.368.95
Ongerepte area 1.81 0.35 0.52 6.35
Grondgebruik 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.840.001.262.67
Volwasse 1.00
Latyns-Amerika
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 15.660.0005.0248.79
Orale/rektale depper 27.860.0006.86113.22
Orale/neusdepper 1.00
Gasheer subfamilie
Carolliinae 6.95 0.06 0.90 53.76
Stenodermatinae 5.04 0.12 0.67 37.89
Glossophaginae 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 5.250.011.4818.65
Menslike aktiwiteit 2.73 0.12 0.77 9.69
Grondgebruik 4.22 0.10 0.78 22.95
Ongerepte area 1.00
Seisoen
Droog 1.30 0.52 0.58 2.89
Nat 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.73 0.15 0.83 3.62
Volwasse 1.00
. . . Waarskynlike verhouding . P . 95% vertrouensintervalle .
Afrika
Voorbeeld tipe Laer Boonste
Ontlasting/rektale depper 350.98<0,001146.64840.07
Orale/neusdepper 5.05<0,0012.0312.54
Orale/rektale depper 30.98<0,00113.4671.30
Bloed 1.65 0.540 0.33 8.09
Sneesdoekie 1.00
Gasfamilie
Hipposideridae 1.22 0.559 0.62 2.41
Pteropodidae 3.84 <0,0012.276.49
Molossidae 1.00
Seisoen
Droog 2.42 <0,0011.793.25
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 1.98 0.0011.352.91
Ongerepte area 1.39 0.624 0.37 5.29
Grondgebruik 1.66 0.219 0.74 3.74
Menslike aktiwiteit 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 5.91<0,0014.288.17
Volwasse 1.00
Asië
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 62.80<0,00115.44255.49
Orale/neusdepper 13.25<0,0013.1156.38
Urine/urogenitale depper 46.92<0,00110.85202.80
Guano 22.12<0,0013.66133.56
Weefsel, Orale/rektale depper 1.00
Gasfamilie
Emballonuridae 0.31 0.26 0.04 2.37
Miniopteridae 9.78<0,0015.6916.81
Pteropodidae 2.16<0,0011.293.62
Rhinolophidae 1.08 0.82 0.57 2.03
Vespertilionidae 3.67<0,0012.186.18
Hipposideridae 1.00
Seisoen
Droog 1.490.031.032.16
Nat 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 3.300.011.298.40
Menslike aktiwiteit 3.480.011.368.95
Ongerepte area 1.81 0.35 0.52 6.35
Grondgebruik 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.840.001.262.67
Volwasse 1.00
Latyns-Amerika
Voorbeeld tipe
Ontlasting/rektale depper 15.660.0005.0248.79
Orale/rektale depper 27.860.0006.86113.22
Orale/neusdepper 1.00
Gasheer subfamilie
Carolliinae 6.95 0.06 0.90 53.76
Stenodermatinae 5.04 0.12 0.67 37.89
Glossophaginae 1.00
Koppelvlak
Diere gebruik 5.250.011.4818.65
Menslike aktiwiteit 2.73 0.12 0.77 9.69
Grondgebruik 4.22 0.10 0.78 22.95
Ongerepte area 1.00
Seisoen
Droog 1.30 0.52 0.58 2.89
Nat 1.00
Ouderdom
Ondervolwasse 1.73 0.15 0.83 3.62
Volwasse 1.00

3.5 Toekomstige steekproefpoging

Gebaseer op ons studie, was ons in staat om die steekproefpoging te skat wat nodig sou wees om alle CoVs in vlermuise te vind, gebaseer op 'n Poisson-regressiemodel van ons data (Fig. 6). Met 154 individue, skat ons dat 'n gemiddeld van een CoV opgespoor sal word (95% CI 136–177). Met 397 individue, skat ons dat tot vyf CoV's opgespoor sal word (95% CI 351–458). Aangesien ons geen spesie met meer as vyf virale volgorde trosse waargeneem het nie, maak ons ​​die aanname dat monsterneming van 397 individue die volle diversiteit van CoV's in elke vlermuisspesie behoort vas te vang.

3.6 Voorspelling van die verspreiding van onbekende CoV's

Virale sub-klade en gasheerfamilie was nie onafhanklik van mekaar nie (χ 2 by clade = P < 0,001 Aanvullende Tabel S1), wat aantoon dat verskillende klades beduidende assosiasies met spesifieke vlermuisfamilies het. Subgroep 2d CoV's is byvoorbeeld beduidend geassosieer met pteropid vlermuise, en is slegs geïdentifiseer in streke waar pteropid vlermuise bestaan. Net so is subgroep 2b CoVs geassosieer met rhinolofied en hipposiderid vlermuise en 2c met vespertilionid vlermuise. Om die potensiële verspreiding van onbekende CoV's te 'voorspel', het ons die bekende verspreiding van vlermuise wat aan hierdie families behoort geplot en aanvaar dat 'hotspots' van vlermuisdiversiteit brandpunte van virale diversiteit vir elke sub-klade aflei (Fig. 7). Ons neem kennis dat die alphaCoV-genus as een groep beskou is, aangesien hulle nie goed in sub-klades oplos nie (de Groot et al. 2009), en dat geen 2a-kaart gegenereer is nie, aangesien slegs een vlermuisvirus uit hierdie klade geïdentifiseer is. .

Virale diversiteit 'hotspot' kaarte. Paneel A toon die potensiële brandpunte vir CoVs gebaseer op die verspreiding van vlermuise wêreldwyd. Ligging van alfa-CoV-volgorde van hierdie studie word in swart en beta-CoV-reekse in blou getoon, wat aandui dat daar geen geografiese vooroordeel is gebaseer op virale genus nie (d.w.s. alfa- en beta-CoV's sal ewe waarskynlik in alle streke gevind word). Sommige virale subklades is met spesifieke vlermuisfamilies geassosieer, en die ruimtelike verspreidingsdata van alle spesies wat aan hierdie families behoort, is geplot om die potensiële brandpunte van virale diversiteit (rykheid) vir hierdie subklades aan te dui. Paneel B dui die potensiële verspreiding van 2b CoVs aan gebaseer op die verspreiding van rhinolphus en hipposideros vlermuise. Liggings van 2b-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart aangedui, en korreleer met areas van hoë spesierykheid (vir hierdie families). CoV-positiewe diere vir ander subklades in ligblou getoon. Paneel C dui die potensiële verspreiding van 2c CoVs aan gebaseer op die verspreiding van vespertilionied vlermuise. Liggings van 2c-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart aangedui. Hierdie kaart dui daarop dat daar brandpunte van 2c-diversiteit is in streke wat nie in hierdie studie gedek word nie (bv. Europa). Paneel D dui die potensiële verspreiding van 2d-virusse aan gebaseer op die verspreiding van pteropied-vlermuise. Die kaart dui daarop dat hierdie virusse 'n meer beperkte verspreiding kan hê, in vergelyking met virusse van ander sub-klades. Liggings van 2d-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart getoon.

Virale diversiteit 'hotspot' kaarte. Paneel A toon die potensiële brandpunte vir CoVs gebaseer op die verspreiding van vlermuise wêreldwyd. Ligging van alfa-CoV-volgorde van hierdie studie word in swart en beta-CoV-reekse in blou getoon, wat aandui dat daar geen geografiese vooroordeel is gebaseer op virale genus nie (d.w.s. alfa- en beta-CoV's sal ewe waarskynlik in alle streke gevind word). Sommige virale subklades is met spesifieke vlermuisfamilies geassosieer, en die ruimtelike verspreidingsdata van alle spesies wat aan hierdie families behoort, is geplot om die potensiële brandpunte van virale diversiteit (rykheid) vir hierdie subklades aan te dui. Paneel B dui die potensiële verspreiding van 2b CoVs aan gebaseer op die verspreiding van rhinolphus en hipposideros vlermuise. Liggings van 2b-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart aangedui, en korreleer met areas van hoë spesierykheid (vir hierdie families). CoV-positiewe diere vir ander subklades in ligblou getoon. Paneel C dui die potensiële verspreiding van 2c CoVs aan gebaseer op die verspreiding van vespertilionied vlermuise. Liggings van 2c-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart aangedui. Hierdie kaart dui daarop dat daar brandpunte van 2c-diversiteit is in streke wat nie in hierdie studie gedek word nie (bv. Europa). Paneel D dui die potensiële verspreiding van 2d-virusse aan gebaseer op die verspreiding van pteropied-vlermuise. Die kaart dui daarop dat hierdie virusse 'n meer beperkte verspreiding kan hê, in vergelyking met virusse van ander sub-klades. Liggings van 2d-positiewe diere wat in hierdie studie geïdentifiseer is, word in swart getoon.


Mendel se modelstelsel

Die tuin-ertjie het verskeie voordelige eienskappe wat Mendel toegelaat het om die wette van moderne genetika te ontwikkel.

Leerdoelwitte

Beskryf die wetenskaplike redes vir die sukses van Mendel se eksperimentele werk

Sleutel wegneemetes

Kern punte

  • Mendel het ware teelplante in sy eksperimente gebruik. Hierdie plante, wanneer hulle selfbevrug word, produseer altyd nageslag met dieselfde fenotipe.
  • Ertjieplante word maklik gemanipuleer, groei in een seisoen en kan in groot hoeveelhede gekweek word. Hierdie eienskappe het Mendel toegelaat om metodiese, kwantitatiewe ontledings te doen deur groot steekproefgroottes te gebruik.
  • Op grond van sy eksperimente met die tuin-ertjies, het Mendel gevind dat een fenotipe altyd dominant was oor 'n ander resessiewe fenotipe vir dieselfde eienskap.

Sleutel terme

  • fenotipe: die waarneembare eienskappe van 'n organisme, wat dikwels voortspruit uit sy genetiese inligting of 'n kombinasie van genetiese inligting en omgewingsfaktore
  • genotipe: die spesifieke genetiese inligting van 'n sel of organisme, gewoonlik 'n beskrywing van die alleel of allele wat met 'n spesifieke geen verband hou.
  • ware broeiende plant: 'n plant wat altyd nageslag van dieselfde fenotipe produseer wanneer selfbevrug word, een wat homosigoties is vir die eienskap wat gevolg word.

Mendel & # 8217 se Model System

Mendel’ se seminale werk is verrig met behulp van die tuin-ertjie, Pisum sativum, om erfenis te studeer. Ertjieplantreproduksie word maklik gemanipuleer groot hoeveelhede tuinertjies kon gelyktydig gekweek word, wat Mendel toelaat om tot die gevolgtrekking te kom dat sy resultate nie bloot toevallig plaasgevind het nie. Die tuinertjie groei ook binne een seisoen tot volwassenheid verskeie generasies kan oor 'n relatief kort tyd geëvalueer word.

Ertjieplante het beide manlike en vroulike dele en kan maklik in groot getalle gekweek word. Om hierdie rede kan tuinertjieplante óf selfbestuif óf met ander ertjieplante kruisbestuif. In die afwesigheid van buite-manipulasie, bevrug hierdie spesie natuurlik self: eierselle (die eiers) binne individuele blomme word bevrug deur stuifmeel (wat die spermsel bevat) van dieselfde blom. Die sperm en die eiers wat die volgende generasie plante produseer, kom albei van dieselfde ouer. Wat meer is, bly die blomblare styf verseël tot ná bestuiwing, wat bestuiwing van ander plante voorkom. Die resultaat is hoogs ingeteelde, of “ware-telende,” ertjieplante. Dit is plante wat altyd nageslag produseer wat soos die ouer lyk. Vandag, ons weet dat hierdie “ware-teling” plante is homosigoties vir die meeste eienskappe.

’n Tuinier of navorser, soos Mendel, kan hierdie selfde plante kruisbestuif deur sperm van een plant met die hand na die stamper (wat die eierselle bevat) van ’n ander plant toe te dien. Nou kom die sperm en eiers van verskillende ouerplante. Toe Mendel 'n ware broeiende plant wat net geel ertjies geproduseer het, kruisbestuif het met 'n egteeltplant wat net groen ertjies geproduseer het, het hy gevind dat die eerste generasie nageslag altyd almal geel ertjies is. Die groenertjie-eienskap het nie opgedaag nie. Indien hierdie eerste generasie geel ertjieplante egter toegelaat word om selfbestuiwing het, het die volgende of tweede generasie 'n verhouding van 3:1 geel tot groen ertjies gehad.

In hierdie en al die ander ertjieplanteienskappe wat Mendel gevolg het, was een vorm van die eienskap “dominant” oor 'n ander so dit het die teenwoordigheid van die ander “resessiewe” vorm in die eerste generasie gemasker nadat twee homosigotiese plante gekruis is .. Selfs as die fenotipe (sigbare vorm) versteek is, kan die genotipe (alleel wat daardie vorm van die eienskap beheer) oorgedra word na volgende generasie en die resessiewe vorm in die tweede generasie produseer. Deur te eksperimenteer met ertjieplante wat ware broei het, het Mendel die voorkoms van onverwagte (rekombinante) eienskappe in nageslag vermy wat kan voorkom as die plante nie ware teling was nie.

Mendel’s Eksperimente Met Ertjies: Mendel het met duisende tuinertjies geëksperimenteer en die grondbeginsels van genetika ontbloot.


Bron en beskrywing van ouerstamme

FGSC4200 en FGSC2489 was 'n geskenk van Tian Chaoguang, Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, China. FGSC2225 was 'n geskenk van Li Shaojie, State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, China. FGSC3246 en FGSC1363 is gekoop by Fungal Genetics Stock Center, Departement Plantpatologie, Kansas State University, VSA.

Beide FGSC 2489 en 4200 is hoogs ingeteelde stamme en word verkies vir gebruik as standaard wilde tipes [29]. FGSC 4200 is 'n nageslag van die 6de terugkruising na FGSC 2489 (die verwysingsgenoomstam) van FGSC 2490. FGSC 2225 (Mauriceville-1cA, versamel van Mauriceville, TX, VSA) is 'n stam wat uit die natuur geïsoleer is [30]. Stam FGSC 1363 is 'n morfologiese mutant wat begin groei op agar as klein kolonies en vroeër of later 'n opvlam van wild-tipe hifes (met of sonder konidia) produseer [31]. FGSC 3246 is 'n vroulike steriele mutant [32]. Uit die SNP-profiel is daar geen rede om te veronderstel dat hulle hiper-mutators is nie [33]. Voorafgaande ondersoek van RIP in die natuur het slegs baie min wilde isolate geïdentifiseer wat RIP dominant onderdruk [34, 35], wat soortgelyke eienskappe van hierdie laboratoriumstamme voorstel om RIP te veroorsaak as in die natuur.

Kruis- en askospoor disseksie

Al die kruisings is gepaar en onder laboratoriumtoestande geïnkubeer. Om kontaminasie te vermy, is alle kultuurmedia, sowel as plate, geoutoklaveer by

121 °C vir meer as 25 min in hoëdruk stoomsterilisator (TOMY SX-500) voor elke eksperiment. Daaropvolgende prosedures is uitgevoer op skoon banke wat onmiddellik voor die eksperiment met ultraviolet gesteriliseer is. Die kweekmedium en eksperimentele metodes wat in hierdie navorsing gebruik is, is gebaseer op die protokolle wat aangebied word deur Fungal Genetics Stock Centre (http://www.fgsc.net/). Kortliks, miselium of askospore van twee paringsstamme is aan die teenoorgestelde kant van die paringsplaat geplaat. As 'n askospoor as 'n paringsouer gebruik is, is die spoor 30 minute voor platering hitte geskok by 60 °C. Die kruisende plate is by 25 °C in 'n totaal donker omgewing geïnkubeer. Na ongeveer 3 weke van groei en kruising, is die asci geskei en vir 'n week op stoormedium gepluk. Een ascus is op agarmedium gepluk en by 60 °C, 30 min. Daarna is die askus onder 'n mikroskoop gedissekteer. Elke askospoor daarin is een vir een op sy eie groeimedium gepluk. Vir kruis G is twee askospore met teenoorgestelde paringstipes van kruis C geïsoleer en op dieselfde kruisplaat geplaas, wat 'n rondte van seksuele voortplanting ondergaan het (Fig. 1a). Die twee spore vir ongeslagtelike voortplanting is afkomstig van twee askospore van die kruising van FGSC2225 en FGSC4200.

DNA-ekstraksie en heelgenoom-hervolgordebepaling

Elkeen van die askospore wat gedissekteer is, is individueel op sy eie plaat gekweek vir ongeveer 3 dae sodat 3 mikrogram of meer DNA onttrek kon word. DNA is onttrek deur fenol/chloroform/isoamiel alkohol metode [36]. Die DNA-monster van elke kultuur is onttrek en individueel herrangskik.

Hervolgordebepaling van die hele genoom is by Novogene (www.novogene.com) uitgevoer met dieselfde protokol vir almal, wat 2 × 150 bp gepaarde-end-lesings behels wat deur Illumina HiSeq 4000-platform gebou is. Tweehonderd drie en sewentig N. kras monsters (insluitend 5 ouerstamme en 67 tetrads) is in totaal gevolgorde. Gemiddeld is elke spoor tot 'n diepte van

37-voudig met 96% van die genoom bedek. Die ouerstamme is tot 'n diepte van

97% van die verwysingsgenoom gedek (Bykomende lêer 2: Datablad S1). Meer as 92% van die verwysingsgenoom kan gedek word deur ten minste vyf lesings in elke opeenvolgende monster, met 'n wankarteringkoers laer as 1% (Bykomende lêer 2: Datablad S1).

Identifikasie van mutasies

Vir konsekwentheid met vorige skattings van die mutasietempo (in verskillende spesies), en omdat indel-roeping geneig is tot analise-artefakte, beperk ons ​​analise tot puntmutasies. Die hervolgorde-lesings is gekarteer na die NC12 verwysingsgenoom (https://www.broadinstitute.org/fungal-genome-initiative/neurospora-crassa-genome-project) met behulp van BWA aligner [37]. Variante is genoem deur HaplotypeCaller van Genome Analysis Toolkit (GATK) [38]. Rou variante is gefiltreer deur enige te verwyder wat nie as "homosigoot" genoem is nie of met 'n kwaliteittelling minder as 30. Gegewe die haploïede aard van monsters, moet nuwe mutasies almal homosigoties genoem word.

Om as kandidaatmutasies beskou te word, het ons verdere filters benodig. Die variante plekke in nageslag-askospore moes (i) verskil van hul ouers en (ii) 'n ondersteunende leesdiepte ≥ 5 hê, beide in die bronouer en fokale askospore. Elke kandidaatmutasie is daarna met die hand geïnspekteer om dubbelsinnige resultate te verwyder, insluitend (1) volgordebepalingsfoute, veral in polimeerstreke (2) variante wat eintlik in ouermonsters bestaan ​​het, maar nie vasgevang is deur variantoproepers nie en (3) artefakte van valse belynings.

Alhoewel ons veral versigtig was tydens elke stap van die eksperimente, kan ons nie 100% seker wees dat geen kontaminasie in die opeenvolgende DNA teenwoordig was nie. Ons let egter daarop dat kontaminasie om verskeie redes nie ons mutasie-oproep moet verwar nie. Eerstens, as hulle 'n kans het om na die verwysing gekarteer te word, sal genoombesoedeling oor die algemeen vals "heterosigotiese variante oproepe" gee, maar al die mutasies wat ons gebruik is homosigoties. "Homosigote oproepe" van kontaminasie sal slegs gebeur in die seldsame voorkoms waarin die kontaminant gekarteer kan word na streke met groot delesies in die opeenvolgende stam (m.a.w. die kontaminant is meer soortgelyk aan die verwysingsgenoom as die opeenvolgende stam). Tweedens gee kontaminante gewoonlik vals belynings met afgeknipte leespunte, aangesien hulle geneig is om nie goed na die verwysingsgenoom te karteer nie, en sulke belynings word weggegooi tydens mutasie-oproepe. Derdens word verwag dat kontaminante ewekansig tussen alle versamelde monsters versprei sal word, maar mutasies is óf 2:2 óf 3:1 gesegregeerd en is gewoonlik binne 'n enkele ascus teenwoordig.

Ons skat die vals positiewe koers deur Sanger-herrangskikking. Van 186 mutasies wat ewekansig gekies is vir Sanger-verifikasie (Bykomende lêer 1: Figuur S6 en Addisionele lêer 2: Datablad S3), kon 14 nie Sanger-volgorde wees nie: drie het lawaaierige Sanger-volgorde gehad terwyl 11 die verkeerde volgorde versterk het. In die 172 suksesvolle Sanger-volgordebepalings is alle mutasies geverifieer. Ons veronderstel dus 'n nul vals-positiewe koers.

Vals negatiewe (FN) is geskat deur twee benaderings te gebruik. Die eerste benadering gebruik 'n simulasiemetode soortgelyk aan dié wat voorheen beskryf is [39]. Die empiriese lees-diepte verspreiding is gemonster van die werklike mutasies wat geïdentifiseer is. Vir elke seksuele kruising is 5000 sintetiese 2:2 mutasieplekke en 1000 sintetiese 3:1 mutasieplekke gegenereer. Vir elke ongeslagtelike lyn is 1000 sintetiese mutasieplekke gegenereer. Die sintetiese mutasies is deur dieselfde pyplyne opgespoor, en die proporsie mutasies wat korrek geïdentifiseer is (1-vals negatiewe tariewe (FNR)) is bereken as "sintetiese mutasies geïdentifiseer"/"sintetiese mutasies gegenereer" vir elke askus.Aangesien duplikate meer geneig is tot karteringsfoute as nie-duplikate, is hierdie FNR afsonderlik vir drie streke bereken (hierna aangedui as streeks-FNR), maw binne duplikate (gedefinieer deur Dup-Blast), naby duplikate (400 bp stroomop en stroomaf van duplikate), en nie-duplikate (Bykomende lêer 2: Datablad S6).

Die tweede benadering is gebaseer op die Sanger-volgorde-resultate (Bykomende lêer 2: Datablad S3). Sanger-volgordebepaling bespeur 16 mutasies wat ooreenstem met plekke met vorige lae dekking (< 5 lees). Dit dui op 'n vals negatiewe koers van 16/(172 + 16) = 8.51%, ongeveer in ooreenstemming met bogenoemde simulasie in naby/nie-duplikate maar laer as dié binne duplikate.

Ons neem die FNR-koers in ag wanneer mutasiekoerse geskat word. Ons het eers waargenome getalle genormaliseer as "aantal mutasies geïdentifiseer"/(1-"regionale FNR"), FNR is spesifiek vir elke ascus, FNR uitgedruk as 'n breuk. Die per genoom mutasietempo vir elke kruising was die bereken as "gemiddelde aantal genormaliseerde mutasies per ascus"/"2 bron ouers," en die per bp tempo is bereken as "genormaliseerde per genoom tempo"/"verwysing genoom grootte". Gemiddeld is daar 135.3 ± 21.4 (sem) basissubstitusiemutasies opgespoor met 'n 2:2 segregerende verhouding, gelykstaande aan 3.34 × 10 −6 ± 5.29 × 10 −7 (sem) per plek per geslagsgenerasie (Tabel 1).

Terwyl ons karteer met verwysing na die gepubliseerde genoom, ondersoek ons ​​ook genomiese domeine met twee keer die verwagte leesdekking onder die veronderstelling dat dit onlangse spontane duplisering is. Vermeende spontane duplikate tydens seksuele siklus is eerstens geïdentifiseer deur te soek na 2x duplikate wat slegs in elke ascus teenwoordig is, maar nie teenwoordig is in ouerstamme nie en met 'n verhouding van 2:2. 'n Ander benadering, DELLY [40], wat gepaardgaande en gesplete leesanalise integreer, is toe toegepas om die aanvanklike kandidate te bevestig, en slegs dié wat deur DELLY bevestig kon word, is in die finale resultate behou. Dit blyk skaars te wees (nie meer as 1% van volgorde nie, Addisionele lêer 2: Datablad S4).

Definisie van duplikaatreekse

Ons verstekmetode om duplikaatreekse te definieer, gebruik 'n kriterium van meer as 65% identiteit [19] en ten minste 100 bp van belynbare volgorde [6] (Bykomende lêer 1: Figuur S2, Tabel S3 en Addisionele lêer 2: Datablad S4). Hierdie metode om te definieer wat 'n gedupliseerde streek in die oë van RIP uitmaak, blyk doeltreffend te wees, wat beteken dat 'n hoë fraksie van die persentasie 2:2-mutasies die persentasie genomiese volgorde wat geïdentifiseer is, vereis (Bykomende lêer 1: Tabel S3).

Dit is as die verstek gekies aangesien dit die beste gevaar het. In totaal het ons vier moontlike metodes van definisie ondersoek. Soos hierbo kan duplikate geklassifiseer word na gelang van Blast-soektog (die 65%-identiteit en 100 bp-belynbare lengte wat hierbo gebruik is), wat ons die Dup-Blast-metode noem, of as streke met gemiddeld 2× volgorde-diepte (Dup-Depth), of as streke wat "heterosigotiese" allele dra ('n handtekening van verkeerde kartering, Dup-Het), of as streke wat die passingsperiode volg wat deur Kleckner gedefinieer is [6, 20] (Dup-Period, 'n passingsperiode van 10)

12 is hier gebruik) (Bykomende lêer 1: Tabel S3). Alle ander metodes in isolasie identifiseer 'n laer persentasie mutasies terwyl dit 'n hoër proporsie genomiese volgorde beskryf (Bykomende lêer 1: Figuur S2 en Tabel S3). Die samevoeging van al hierdie handtekeninge sal daarop dui dat hoogstens 40% van die genoom (16 Mb) "gedupliseer" kan word, terwyl die oorblywende 60% nie is nie. Opvallend is dat die proporsie 2:2-mutasies van 87,4% vir Dup-Blast tot net 92,3% in hierdie 40% gaan, wat daarop dui dat die 16% van die genoom genoem as Dup-Blast die proporsie van die genoom wat RIP beskou as doeltreffend vasvang. gedupliseer. Meer spesifiek, ons het gevind dat ongeveer 32,7% van 2:2-mutasies wat voorheen gedefinieer is as nie-duplikaat-geassosieerde mutasies (dws nie-Dup-Blast) aan Dup-Depth/Het/Period-domeine toegewys kan word (Bykomende lêer 2: Datablad S2) .

Permutasietoets vir mutasieklusters

'n Mutasiegroepering is gedefinieer as om ten minste twee mutasies binne 1 kb in 'n enkele haploïede genoom te hê (Bykomende lêer 1: Figuur S4). Aangesien elke mutasiekluster, veral dié binne duplikate, gewoonlik net uit uitsluitlik C→T of uitsluitlik G→A-mutasies bestaan, is hulle heel waarskynlik uit 'n enkele rondte RIP opgewek. Om te toets of die aantal "gegroepeerde mutasies" in duplikate verskil van ewekansige verspreidings, het ons die mutasies ewekansig binne die 16% van die genoom wat duplikaat is herverdeel, deur ewekansig geselekteerde G:C-plekke binne hierdie domeine in elke haploïed te kies. genoom van dieselfde askus. Vir elke simulasie het ons die aantal mutasies getel wat ooreenstem met die definisie van 'n tros. Die P waarde (verwagte tipe I-foutkoers) is afgelei van 10 000 ewekansigheid as (n + 1)/(m + 1), waar n is die aantal waarnemings met soveel of meer gegroepeerde mutasies as wat waargeneem is en m is die aantal randomisering. Ons het hierdie metode gebruik om te vra of daar meer trosse binne die duplikaatdomeine is gegewe die posisies van G- en C-residu binne die duplikaatdomeine.

Soos ons trosse definieer wat uitsluitlik gebaseer is op die liggings van mutasies wat in dieselfde haploïede genoom waargeneem word, is dit moontlik dat trosse wat in een spoor geïdentifiseer is, kan oorvleuel met trosse wat in 'n ander spoor geïdentifiseer is. Die omvang van oorvleueling van trosse (Addisionele lêer 1: Figuur S4) is getoets deur alle trosse binne duplikate tussen tetrads te skuifel deur BEDTools [41] "shuffle" opdrag te gebruik. Tienduisend randomiserings is uitgevoer om die P waarde, as (n + 1)/(m + 1), waar n is die aantal waarnemings met dieselfde aantal of meer mutasies wat in ewekansige oorvleuelende trosse gesien word as wat in die werklike trosse waargeneem is en m is die aantal randomiserings. Die verwante pyplyne is beskikbaar by https://github.com/wl13/Neurospora_mutation. Alle statistiese toetse is in R [42] uitgevoer.

Skatting van Ne

Vir die skatting van effektiewe bevolkingsgrootte het ons die kompendium van heterosigositeit (π) maatreëls verskaf deur Lynch et al. [1]. Ons het hul samestelling van mutasiekoerse gebruik (μ) bykomend tot ons s'n. Ne is toe gedefinieer as Ne = π/μ D (1 – π), waar D is die ploïdie-aanpassing (2 vir haploïede spesies, 4 vir diploïede). Die mutasiekoerse in CDS is direk deur ons beraam vir Neurospora (eerder as geëkstrapoleer vanaf genomiese mutasietempo's afgeskaal tot die proporsie van volgorde wat CDS is), maar andersins geneem uit hierdie vorige kompendium. Die hersiene datatabel word aangebied as Addisionele lêer 1: Tabel S7.

Ontleding van kenmerke van duplikaatstreke

Inligting oor die sentromeriese streke is verkry van Smith et al. [43]. Lengtes, GC-inhoud en beste BLAST-identiteite vir verskillende duplikaatstreke (Dup-Blast) word opgesom in Addisionele lêer 1: Tabel S8. Om te ondersoek of 'n sekere streek RIP ondergaan het, is die "RIP indeks" metode [44] toegepas met 'n drempel van TpA/ApT > 2 of (CpA + TpG)/(ApC + GpT) < 0.7 [19]. Hi-C data van Galazka et al. [45] is gebruik om te soek na interaktiewe streke nadat die genome in 10 kb vensters ontleed is (Bykomende lêer 1: Tabel S9).