High sensitivity of 454 pyrosequencing for detection of rare species in aquatic communities
Notice bibliographique
Résumé
Summary Concerns regarding the rapid loss of endemic biodiversity, and introduction and spread of non‐indigenous species, have focused attention on the need and ability to detect species present in communities at low abundance. However, detection of rare species poses immense technical challenges, especially for morphologically cryptic species, microscopic taxa and those beneath the water surface in aquatic ecosystems. Next‐generation sequencing technology provides a robust tool to assess biodiversity, especially for detection of rare species. Here, we assess the sensitivity of 454 pyrosequencing for detection of rare species using known indicator species spiked into existing complex plankton samples. In addition, we develop universal small subunit ribosomal DNA primers for amplification of a wide range of taxa for detailed description of biodiversity in complex communities. A universality test of newly designed primers for the hypervariable V4 region of the nuclear small subunit ribosomal DNA (V4‐ nSSU ) using a plankton sample collected from Hamilton Harbor showed that 454 pyrosequencing based on this universal primer pair can recover a wide range of taxa, including animals, plants (algae), fungi, blue‐green algae and protists. A sensitivity test showed that 454 pyrosequencing based on newly designed universal V4‐ nSSU primers was extremely sensitive for detection of very rare species. Pyrosequencing was able to recover spiked indicator species with biomass percentage as low as approximately 2·3 × 10 −5 % when 24 artificially assembled samples were tagged and sequenced in one PicoTiter plate (i.e. sequencing depth of an equivalent of 1/24 PicoTiter plate). In addition, spiked rare species were sometimes recovered as singletons (i.e. Operational Taxonomic Units represented by a single sequence), suggesting that at least some singletons are informative for recovering unique lineages in ‘rare biospheres’. The method established here allows biologists to better investigate the composition of aquatic communities, especially for detection of rare taxa. Despite a small‐scale pyrosequencing effort, we demonstrate the extreme sensitivity of pyrosequencing using rare species spiked into plankton samples. We propose that the method is a powerful tool for detection of rare native and/or alien species.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».