Monitoring the ecological status of rivers with diatom eDNA metabarcoding: A comparison of taxonomic markers and analytical approaches for the inference of a molecular diatom index
Notice bibliographique
Résumé
Recently, several studies demonstrated the usefulness of diatom eDNA metabarcoding as an alternative to assess the ecological quality of rivers and streams. However, the choice of the taxonomic marker as well as the methodology for data analysis differ between these studies, hampering the comparison of their results and effectiveness. The aim of this study was to compare two taxonomic markers commonly used in diatom metabarcoding and three distinct analytical approaches to infer a molecular diatom index. We used the values of classical morphological diatom index as a benchmark for this comparison. We amplified and sequenced both a fragment of the rbcL gene and the V4 region of the 18S rRNA gene for 112 epilithic samples from Swiss and French rivers. We inferred index values using three analytical approaches: by computing it directly from taxonomically assigned sequences, by calibrating de novo the ecovalues of all metabarcodes, and by using a supervised machine learning algorithm to train predictive models. In general, the values of index obtained using the two "taxonomy-free" approaches, encompassing molecular assignment and machine learning, were closer correlated to the values of the morphological index than the values based on taxonomically assigned sequences. The correlations of the three analytical approaches were higher in the case of rbcL compared to the 18S marker, highlighting the importance of the reference database which is more complete for the rbcL marker. Our study confirms the effectiveness of diatom metabarcoding as an operational tool for rivers ecological quality assessment and shows that the analytical approaches by-passing the taxonomic assignments are particularly efficient when reference databases are incomplete.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| 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 ».