Comparing Quantitative Methods for Analyzing Sediment DNA Records of Cyanobacteria in Experimental and Reference Lakes
Notice bibliographique
Résumé
Sediment DNA (sedDNA) analyses are rapidly emerging as powerful tools for the reconstruction of environmental and evolutionary change. While there are an increasing number of studies using molecular genetic approaches to track changes over time, few studies have compared the coherence between quantitative polymerase chain reaction (PCR) methods and metabarcoding techniques. Primer specificity, bioinformatic analyses, and PCR inhibitors in sediments could affect the quantitative data obtained from these approaches. We compared the performance of droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) and high-throughput sequencing (HTS) for the quantification of target genes of cyanobacteria in lake sediments and tested whether the two techniques similarly reveal expected patterns through time. Absolute concentrations of cyanobacterial 16S rRNA genes were compared between ddPCR and HTS using dated sediment cores collected from two experimental (Lake 227, fertilized since 1969 and Lake 223, acidified from 1976 to 1983) and two reference lakes (Lakes 224 and 442) in the Experimental Lakes Area (ELA), Canada. Relative abundances ofMicrocystis16S rRNA (MICR) genes were also compared between the two methods. Moderate to strong positive correlations were found between the molecular approaches among all four cores but results from ddPCR were more consistent with the known history of lake manipulations. A 100-fold increase in ddPCR estimates of cyanobacterial gene abundance beginning in ~1968 occurred in Lake 227, in keeping with experimental addition of nutrients and increase in planktonic cyanobacteria. In contrast, no significant rise in cyanobacterial abundance associated with lake fertilization was observed with HTS. Relative abundances ofMicrocystisbetween the two techniques showed moderate to strong levels of coherence in top intervals of the sediment cores. Both ddPCR and HTS approaches are suitable for sedDNA analysis, but studies aiming to quantify absolute abundances from complex environments should consider using ddPCR due to its high tolerance to PCR inhibitors.
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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 | 0,004 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».