The diversity and functional capacity of microbes associated with coastal phototrophs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Coastal marine phototrophs exhibit some of the highest rates of primary productivity in the world. They have been found to host a diverse set of microbes, many of which may impact the biology of their phototroph hosts through metabolisms that are unique to microbial taxa. Here we characterized the metabolic functions of phototroph-associated microbial communities using metagenomes collected from 2 species of kelp ( Laminaria setchellii and Nereocystis luetkeana ) and 3 marine angiosperms ( Phyllospadix scouleri, P. serrulatus and Zostera marina ), including the rhizomes of two surfgrass species ( Phyllospadix spp.) and the seagrass Zostera marina , and the sediments surrounding P. scouleri and Z. marina . Using metagenomic sequencing, we describe 72 metagenome assembled genomes (MAGs) that potentially benefit from being associated with macrophytes and may contribute to macrophyte fitness through their metabolic gene content. All host-associated metagenomes contained genes for the use of dissolved organic matter from hosts and vitamin (B 1 , B 2 , B 7 , B 12 ) biosynthesis. Additionally, we found a range of nitrogen metabolism genes that transform dissolved inorganic nitrogen into forms that may be more available to the host. The rhizosphere of surfgrass and seagrass contained genes for anaerobic microbial metabolisms, including nifH genes associated with nitrogen fixation, despite residing in a well-mixed and oxygenated environment. The range of oxygen environments engineered by macrophytes likely explains the diversity of both oxidizing and reducing microbial metabolisms, and contributes to the functional capabilities of microbes and their influence on carbon and nitrogen cycling in nearshore ecosystems. Importance Kelps, seagrasses and surfgrasses are ecosystem engineers on rocky shorelines where they show remarkably high levels of primary production. Through analysis of their associated microbial communities, we found a variety of microbial metabolisms that may benefit the host, including nitrogen metabolisms and the production of B vitamins. In turn, these microbes have the genetic capability to assimilate the dissolved organic compounds released by their phototroph hosts. We describe a range of oxygen environments associated with surfgrass, including low-oxygen microhabitats in their rhizomes that host genes for nitrogen fixation. The tremendous productivity of coastal phototrophs is likely due in part to the activities of associated microbes and an increased understanding of these associations is needed.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,000 | 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 ».