Comparative metagenomics of terrestrial organic matter degradation in the Western Arctic
Notice bibliographique
Résumé
The Arctic Ocean receives more terrestrial dissolved organic matter (tDOM) on a per volume basis than any other ocean, resulting in Arctic coastal waters harboring the highest concentration of tDOM among the world’s oceans. Due to climate change induced intensification of the hydrological cycle, permafrost thaw, and coastal erosion, tDOM input into Arctic coastal waters has been steadily increasing. Nguyen et al. (2022) have speculated that the increasing presence of tDOM in the Arctic Ocean is causing a shift in the local microbiological communities. This may significantly affect CO2 fluxes and food web dynamics in the ocean. Despite recent incubation experiments reporting substantial biodegradation of tDOM in Arctic coastal waters, very few studies have attempted to examine the genetic capacity of Arctic marine microorganisms to process lignocellulose and other recalcitrant aromatic compounds of terrestrial origin. In this study, we perform comparative metagenomics in order to assess the diversity and distribution of microbial genes responsible for tDOM degradation in the Western Arctic. We searched 361 seawater metagenomes from the Bering Shelf, Bering Strait, and Chukchi Shelf for orthologs responsible for ring-opening reactions associated with degradation of tDOM (Grevesse et al., 2022). Like others, we identified Rhodobacterales as important contributors to microbial communities encoding the ring-opening reactions required for degradation of aromatic compounds such as tDOM and petroleum products, including members of the Roseobacteraceae (Sulfitobacter, Roseomonas) and Rhodobacteraceae (Planktomarina, Ascidiaceihabitans, and uncultured taxa). We found the presence of degradation genes to be widely distributed across temperature-, salinity-, depth-, and latitudinal gradients, with no clear patterns in the richness of genes. Future work will investigate the relative abundance of these functional genes among metagenome assembled genomes derived from these samples. Doing so, we hope to elucidate the environmental factors supporting the presence of tDOM degrading microorganisms. This study will contribute to the accumulating knowledge on adaptability of marine microorganisms to inputs of recalcitrant organic compounds.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».