蜜蜂超级有机体微生物群分析：16S rRNA 区域选择、去噪方法与污染物控制的影响

《Microbial Ecology》：Towards a Superorganismal Perspective of Honey Bee Microbiota: Taxonomic Resolution by Niche and 16S rRNA Gene Variable Region

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摘要

蜜蜂（Apis mellifera）群体是一个超级有机体，但其微生物群主要来源于工蜂的后肠。不同研究和生境之间的直接比较受到16S rRNA基因不同区域、生物信息学处理方法以及用于分类鉴定的参考数据库的影响而变得复杂。我们重新处理了来自37个生物项目的4,586个Illumina短读长序列文库，并添加了345个来自解剖后的工蜂和蜂王肠道组织的全长（V1-V9）PacBio文库作为参考。序列处理采用了统一的过滤和报告标准以及一个物种级别的参考数据库。每个文库都进行了两次处理，一次包含去噪处理，一次不包含去噪处理。两种方法在属级别上的组成一致，但去噪后的序列每个文库产生的扩增子序列变异较少，alpha多样性也显著降低。物种分辨率高度依赖于16S rRNA基因的区域。全长序列几乎能够将所有主要属鉴定到物种水平，而某些短序列区域则无法做到这一点。这种超级有机体的微生物群由专门适应特定生境的微生物和能够在多个生境中生存的通用微生物组成。我们发现了至少三种数量众多的扩增子序列变异，但这些变异缺乏物种级别的描述。由于对微生物量较低的生境进行了下一代测序，数据集中存在大量污染物序列。污染物序列的数量与细菌负载量呈反比关系，主要存在于雄蜂的生殖组织、幼虫、口器、蜂巢材料、对照组或实验室饲养的工蜂肠道以及储存的食物中。因此，关于蜜蜂微生物群及其与宿主信息的关联的结论，在很大程度上取决于引物区域的选择、序列错误处理的方式以及高通量测序中的污染程度。

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