关于土壤无脊椎动物的新的综合基因组数据提供了对其生物多样性的见解
通过“MetaInvert”项目,科学家们提供了 232 种以前很少研究的生物体的广泛基因组数据。它们体形微小,种类繁多,广泛存在于土壤中:土壤无脊椎动物,如跳虫、角螨、千足虫和线虫。这些动物通常只能在显微镜下才能看到,它们在土壤生态系统中承担着重要的任务。
这就是为什么它们越来越成为保护土壤生物多样性的官方措施的重点。这些信息对于群落组成和功能的识别和了解以及对环境条件的进化适应的发现做出了重大贡献。
但各个物种的特征和能力到底是什么,它们的遗传物质揭示了哪些信息,以及它们在进化过程中是如何发展的?
它们的性能对于土壤的健康至关重要:成群的小型多细胞无脊椎动物不知疲倦地分解有机物质,调节微生物的活动,并促进养分的循环和水的储存。通过这种方式,它们为我们人类的粮食生产做出了重要贡献。然而,尽管土壤动物很重要,而且它们对土壤的重要性现已得到认识,但它们尚未得到全面研究。
这就是“土壤群落宏基因组监测(MetaInvert)”项目的用武之地,该项目由黑森罗意威转化生物多样性基因组学中心(TBG)开发,来自法国、西班牙和瑞典的研究人员与 TBG 和 Senckenberg 的科学家一起参与其中。
在《通讯生物学》杂志上发表的一项研究中,他们描述了他们的方法以及他们使用的新基因组学方法。
“土壤无脊椎动物由于其微观尺寸和令人难以置信的多样性而很难研究。我们怀疑全世界仍然有数十万种未描述的物种。新的基因组分析方法现在提供了全新的见解,”研究负责人、教授米克洛斯·巴林特(Miklós Bálint)报告说。吉森贾斯图斯·李比希大学森肯伯格生物多样性和气候研究中心的功能环境基因组学,以及 LOEWE-TBG 的联合发言人。
科学家们主要关注宏基因组学和宏转录组学的方法。
“虽然基于 DNA 和 RNA 的方法长期以来一直用于支持难以分析的生物群体的传统分类学和生态学研究,但我们使用‘鸟枪宏基因组学’对样本中的 DNA 片段进行随机测序。因为它可以利用所有Bálint 解释说,利用可用的基因组信息进行分类学鉴定,它是检测具有细胞核的高等生物(即所谓的真核生物)是否存在的一种日益可行的方法。
宏转录组学用于检测主动转录为核糖核酸 (RNA) 的基因,作为细胞的重要信息和功能载体,从而控制正在进行的生物过程。这提供了有关土壤群落成员的代谢活动以及这些群落功能变化的信息。
研究作者表示,全面的基因组集合和数据库构成了这两种方法的“支柱”。“通过对我们研究中的 232 个不同物种进行基因组分析,我们现在已经创建了一个大型基因组资源,以深入了解土壤无脊椎动物群落的结构、活动和功能。此外,我们还能够证实基因组进化理论不能概括进化上不同的无脊椎动物群体,”巴林特说。
作者希望通过他们的研究结果,为加强对土壤生物多样性的理解和保护做出贡献。根据该研究,新的发现和方法可以更详细地监测群落的组成和功能。此外,还可以追踪对不断变化的土壤条件的进化适应。
“MetaInvert-ISO”子项目也是由罗意威中心 TBG 发起,旨在创建用于评估土壤生物多样性的标准化分析方法目录。这些方法可用于记录、确定和利用可靠的分类数据,以透明且可行的方式保护土壤生物多样性——独立于法律要求。
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