Comammox <i>Nitrospira</i> among dominant ammonia oxidizers within aquarium biofilter microbial communities
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Nitrification by aquarium biofilters transforms ammonia waste (NH 3 /NH 4 + ) to less toxic nitrate (NO 3 - ) via nitrite (NO 2 - ). Prior to the discovery of complete ammonia-oxidizing (“comammox” or CMX) Nitrospira , previous research revealed that ammonia-oxidizing archaea (AOA) dominated over ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in freshwater aquarium biofilters. Here, we profiled aquarium biofilter microbial communities and quantified the abundance of all three known ammonia oxidizers using 16S rRNA gene sequencing and quantitative PCR (qPCR), respectively. Biofilter and water samples were each collected from representative residential and commercial freshwater and saltwater aquaria. Distinct biofilter microbial communities were associated with freshwater and saltwater biofilters. Comammox Nitrospira amoA genes were detected in all 38 freshwater biofilter samples (average CMX amoA genes: 2.2 × 10 3 ± 1.5 × 10 3 copies/ng) and dominant in 30, whereas AOA were present in 35 freshwater biofilter samples (average AOA amoA genes: 1.1 × 10 3 ± 2.7 × 10 3 copies/ng) and only dominant in 7 of them. The AOB were at relatively low abundance within biofilters (average of 3.2 × 10 1 ± 1.1 × 10 2 copies of AOB amoA genes/ng of DNA), except for the aquarium with the highest ammonia concentration. For saltwater biofilters, AOA or AOB were differentially abundant, with no comammox Nitrospira detected. Additional sequencing of Nitrospira amoA genes revealed differential distributions, suggesting niche adaptation based on water chemistry (e.g., ammonia, carbonate hardness, and alkalinity). Network analysis of freshwater microbial communities demonstrated positive correlations between nitrifiers and heterotrophs, suggesting metabolic and ecological interactions within biofilters. These results demonstrate that comammox Nitrospira plays a previously overlooked, but important role in home aquarium biofilter nitrification. IMPORTANCE Nitrification is a crucial process that converts toxic ammonia waste into less harmful nitrate that occurs in aquarium biofilters. Prior research found that ammonia-oxidizing archaea (AOA) were dominant over ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in freshwater aquarium biofilters. Our study profiled microbial communities of aquarium biofilters and quantified the abundance of all currently known groups of aerobic ammonia oxidizers. The findings reveal that complete ammonia-oxidizing (comammox) Nitrospira were present in all freshwater aquarium biofilter samples in high abundance, challenging our previous understanding of aquarium nitrification. We also highlight niche adaptation of ammonia oxidizers based on salinity. The network analysis of freshwater biofilter microbial communities revealed significant positive correlations among nitrifiers and other community members, suggesting intricate interactions within biofilter communities. Overall, this study expands our understanding of nitrification in aquarium biofilters, emphasizes the role of comammox Nitrospira , and highlights the value of aquaria as microcosms for studying nitrifier ecology.
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 ».