Metagenomic assembly of new (sub)polar Cyanobacteria and their associated microbiome from non-axenic cultures
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Cyanobacteria form one of the most diversified phylum of Bacteria. They are important ecologically as primary producers, for Earth evolution and biotechnological applications. Yet, Cyanobacteria are notably difficult to purify and grow axenically, and most strains in culture collections contain heterotrophic bacteria that were likely associated to Cyanobacteria in the environment. Obtaining cyanobacterial DNA without contaminant sequences is thus a challenging and time-consuming task. Here, we deploy a metagenomic pipeline that enables the easy recovery of high-quality genomes from non-axenic cultures. We tested this pipeline on 17 cyanobacterial cultures from the BCCM/ULC public collection and generated novel genome sequences for 15 arctic or subarctic strains, of which 14 early-branching organisms that will be useful for cyanobacterial phylogenomics. In parallel, we managed to assemble 31 co-cultivated bacteria from the same cultures and showed that they mostly belong to Bacteroidetes and Proteobacteria, some of them being very closely related in spite of geographically distant sampling sites. Importance Complete genomes of cold-adapted Cyanobacteria are underrepresented in databases, due to the difficulty to grow them axenically. In this work, we report the genome sequencing of 12 (sub)arctic and 3 temperate Cyanobacteria, along with 21 Proteobacteria and 5 Bacteroidetes recovered from their microbiome. Following the use of a state-of-the-art metagenomic pipeline, 12 of our new cyanobacterial genome assemblies are of high-quality, which indicates that even non-axenic cultures can yield complete genomes suitable for phylogenomics and comparative genomics. From a methodological point of view, we investigate the fate of SSU rRNA (16S) genes during metagenomic binning and observe that multi-copy rRNA operons are lost because of higher sequencing coverage and divergent tetranucleotide frequencies. Moreover, we devised a measure of genomic identity to compare metagenomic bins of different completeness, which allowed us to show that Cyanobacteria-associated bacteria can be highly related in spite of considerable distance between collection points.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».