Rapid assessment of phytoplankton assemblages using Next Generation Sequencing – Barcode of Life database: a widely applicable toolkit to monitor biodiversity and harmful algal blooms (HABs)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Harmful algal blooms have important implications for the health, functioning and services of aquatic ecosystems. Our ability to detect and monitor these events is often challenged by the lack of rapid and cost-effective methods to identify bloom-forming organisms and their potential for toxin production, Here, we developed and applied a combination of DNA barcoding and Next Generation Sequencing (NGS) for the rapid assessment of phytoplankton community composition with focus on two important indicators of ecosystem health: toxigenic bloom-forming cyanobacteria and impaired planktonic biodiversity. To develop this molecular toolset for identification of cyanobacterial and algal species present in HABs (Harmful Algal Blooms), hereafter called HAB-ID, we optimized NGS protocols, applied a newly developed bioinformatics pipeline and constructed a BOLD (Barcode of Life Data System) 16S reference database from cultures of 203 cyanobacterial and algal strains representing 101 species with particular focus on bloom and toxin producing taxa. Using the new reference database of 16S rDNA sequences and constructed mock communities of mixed strains for protocol validation we developed new NGS primer set which can recover 16S from both cyanobacteria and eukaryotic algal chloroplasts. We also developed DNA extraction protocols for cultured algal strains and environmental samples, which match commercial kit performance and offer a cost-efficient solution for large scale ecological assessments of harmful blooms while giving benefits of reproducibility and increased accessibility. Our bioinformatics pipeline was designed to handle low taxonomic resolution for problematic genera of cyanobacteria such as the Anabaena-Aphanizomenon-Dolichospermum species complex, two clusters of Anabaena (I and II), Planktothrix and Microcystis . This newly developed HAB-ID toolset was further validated by applying it to assess cyanobacterial and algal composition in field samples from waterbodies with recurrent HABs events.
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 | 0,004 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,002 |
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 ».