Chloroplast sequence variation and the efficacy of peptide nucleic acids for blocking host amplification in plant microbiome studies
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The ability to efficiently characterize microbial communities from host individuals can be limited by co-amplification of host organellar sequences (mitochondrial and/or plastid), which share a common ancestor and thus sequence similarity with extant bacterial lineages. One promising approach is the use of sequence-specific peptide nucleic acid (PNA) clamps, which bind to, and block amplification of, host-derived DNA. Universal PNA clamps have been proposed to block host plant-derived mitochondrial (mPNA) and plastid (pPNA) sequences at the V4 16S rRNA locus, but their efficacy across a wide range of host plant species has not been experimentally tested. RESULTS: Using the universal PNA clamps, we amplified and sequenced root microbial communities from replicate individuals of 32 plant species with a most recent common ancestor inferred at 140 MYA. We found the average rate of host plastid contamination across plant species was 23%, however, particular lineages exhibited much higher rates (62-94%), with the highest levels of contamination occurring in the Asteraceae. We investigated chloroplast sequence variation at the V4 locus across 500 land plant species (Embryophyta) and found six lineages with mismatches between plastid and the universal pPNA sequence, including all species within the Asteraceae. Using a modified pPNA for the Asteraceae sequence, we found (1) host contamination in Asteraceae species was reduced from 65 to 23%; and (2) host contamination in non-Asteraceae species was increased from 12 to 69%. These results demonstrate that even single nucleotide mismatches can lead to drastic reductions in pPNA efficacy in blocking host amplification. Importantly, we found that pPNA type (universal or modified) had no effect on the detection of individual bacterial taxa, or estimates of within and between sample bacterial diversity, suggesting that our modification did not introduce bias against particular bacterial lineages. CONCLUSIONS: When high similarity exists between host organellar DNA and PCR target sequences, PNA clamps are an important molecular tool to reduce host contamination during amplification. Here, we provide a validated framework to modify universal PNA clamps to accommodate host variation in organellar sequences.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».