مطالعه تنوع میکروبیوم چسبیده به ذرات کاه برنج در شکمبه گوسفند: آنالیز مقایسه ای بین دو روش تعیین توالی 16S rDNA و کل متاژنوم

شکمبه را به عنوان یکی از ظریف ترین و پیشرفته ترین سیستم های هضم سلولزی در طبیعت توصیف کرده اند. میکروبیوم موجود در شکمبه با اتصال و کلونیزه شدن روی مواد غذایی و ترشح آنزیم های تجزیه کننده فیبر، ترکیبات لیگنوسلولزی را تجزیه و به ترکیبات قابل استفاده برای حیوان میزبان تبدیل می کنند. هدف از این تحقیق شناسایی و درک ارتباط بین مهم ترین باکتری هایی است که طی انکوباسیون کاه برنج در شکمبه آن را کلونیزه می کنند. هم چنین در این مطالعه اثر استفاده از دو نوع داده متفاوت حاصل از تعیین توالی مبتنی بر آمپلیکون (ناحیه V3-V4 ژن 16S rRNA) و مبتنی بر کل متاژنوم بر روی آنالیز اجتماعات میکروبی چسبیده به کاه برنج با یکدیگر مقایسه شدند. در این مطالعه از سه راس گوسفند نژاد شال فیستوله شده برای انکوبه کردن کاه برنج در دوره های زمانی 24، 48، 72 و 96 ساعت استفاده شد. پس از جداسازی باکتری ها و استخراج DNA، از دو روش Illumina Miseq 300PE و Hiseq4000, 100bp PE به ترتیب برای تعیین توالی ناحیه V3-V4 ژن 16S rRNA و کل متاژنوم استفاده شد. پروفایل تاکسونومیکی و آنالیز تنوع و غنای میکروبی برای هر دو مجموعه داده، تهیه و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که یک اثر هم افزایی و همپوشانی بین اعضای فیلوم های شناسایی شده وجود دارد و با در نظر گرفتن فراوانی نسبی به نظر می رسد که اعضای فیلوم های Firmicutes، Fibrobacter و Spirochaetes نقش حیاتی در این زمینه ایفا می کنند. یک همبستگی ضعیف بین دو روش تعیین توالی مورد استفاده مشاهده شد. شاخص ترین وجه تمایز بین دو روش تعیین توالی، شناسایی باکتری ها در سطح گونه بود که روش Hiseq به لحاظ پوشش ژنومی و نوع الگوریتم تشخیصی قدرتمندتر ظاهر شد. هم چنین مشاهده شد که نوع نرم افزارهای انتخابی برای طبقه بندی تاکسونومیکی می تواند نقش حیاتی و حتی قدرت تفکیک بیش تری نسبت به نوع تکنولوژی انتخابی برای تعیین توالی کل متاژنوم و هم چنین نوع ناحیه انتخاب شده برای تکثیر و توالی یابی ژن هدف داشته باشد.