STUDYING THE STRUCTURE OF SOIL MICROBIAL COMMUNITY IN SALINE SOILS BY HIGH-THROUGHPUT PYROSEQUENCING


Cite item

Full Text

Abstract

 The taxonomic structure of soil microbial community was studied in six samples taken from a salt marsh along the salinity gradient and in two samples of non-saline soils using pyrosequencing method (454 Roche). The analysis allowed to identify three main ecological groups of microorganisms depending on the degree of the soil salinity. Halophylic microorganisms were mainly represented by bacteria of three phyla  Firmicutes, Proteobacteria and Bacteroidetes and included much less of archaea (the Halobacteriaceae family). Within the distance of 150–200 m from the point with the highest levels of salinity, the microbial community tends to have a considerable similarity with control samples of non-saline soils.

About the authors

Elisaveta V Pershina

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: Pershina.elizaveta@yandex.ru

Gaik S Tamazyan

Saint-Petersburg State University., Saint-Petersburg, RF

Email: tamazyangayk@gmail.com

Alexandr S Dolnik

Saint-Petersburg State University., Saint-Petersburg, RF

Email: alexander.dolnik@gmail.com

Alexander G Pinaev

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: a_pinaev@yahoo.com

Nurlan H Sergaliev

West-Kazakhstan Agrarian Technical University of Zhangir Khan, Uralsk, Kazakhstan

Evgeniy E Andronov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: eeandr@gmail.com

References

  1. Андронов Е. Е., Петрова С. Н., Пинаев А. Г. 2012. Изучение структуры микробного сообщества почвразной степени засоления с использованием T_RFLP и ПЦР с детекцией в реальном времени//Почвоведение. № 2. С. 173-183.
  2. Андронов Е. Е., Петрова С. Н., Ч ижевская Е. П. и др. 2009. Влияние внесения генетически модифицированного штамма Sinorhizobium meliloti Ach_5 на структуру почвенного сообщества микроорганизмов//Микробиология. Т. 78. № 4. С. 525-534.
  3. Лукашов В. В. 2009. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 256 с.
  4. Acinas S. G., Sarma-Rupavtarm R., Klepac-Ceraj V. et al. 2005. PCR-induced sequence artifacts and bias: insights from comparison of two 16S rRNA clone libraries constructed from the same sample//Appl. Environ. Microbiol. V. 12. № 71. P. 8966-8969.
  5. Bates S. T. D., Berg-Lyons J. G., Caporaso W. A. et al. 2010. Examining the global distribution of dominant archaeal populations in soil//ISME J. № 5. P. 908-917.
  6. Benlloch S., López-López A., Casamayor E. et al. 2002. Prokaryotic genetic diversity throughout the salinity gradient of a coastal solar saltern//Env. Microbiol. V. 6. № 4. P. 349-360.
  7. Bodaker I., Sharon I., Suzuki M. T. et al. 2010. Comparative community genomics in the Dead Sea, an increasingly extreme environment//ISME J. V. 3. № 4. P. 399-407.
  8. Caton T. M., Witte L. R., Ngyuen H. D. et al. 2004. Halotolerant aerobic heterotrophic bacteria from the great salt plains of Oklahoma//Microb. Ecol. № 48. P. 449-462.
  9. Cole J. R., Wang Q., Cardenas E. et al. 2009. The Ribosomal Database Project: improved alignments and new tools for rRNA analysis//Nucleic Acids Res. № 37. P. D141-D145.
  10. Colwell R. K. 2009. Biodiversity: Concepts, Patterns and Measurement//The Princeton guide to ecology/Ed. Levin S. A. et al., Princeton.: Princeton University Press. P. 257-263.
  11. Crump B., Hopkinson Ch., Sogin M. et al. 2004. Microbial Biogeography along an Estuarine Salinity Gradient: Combined Influences of Bacterial Growth and Residence Time//Appl. Env. Microbiol. V. 70. № 3. P. 1494-1505.
  12. Fierer N. 2008. Microbial biogeography: patterns in microbial diversity across space and time//Accessing Uncultivated Microorganisms: from the Environment to Organisms and Genomes and Back/Ed. K. Zengler, Washington: ASM Press P. 95-115.
  13. Hollister E. B., Engledow A. S., Hammett A. J. et al. 2010. Shifts in microbial community structure along an ecological gradient of hypersaline soils and sediments//ISME J. № 4. P. 829-838.
  14. Janssen P. H. 2006. Identifying the dominant soil bacterial taxa in libraries of 16S rRNA and 16S rRNA genes//Appl. Environ Microbiol. V. 72. P. 1719-1728.
  15. Kunin V., Copeland A., Lapidus A. et al. 2008. A Bioinformatician's Guide to Metagenomics//Microbiology and molecular biology reviews. V. 72. № 4. P. 557-578.
  16. Mardis E. R. 2008. Next-Generation DNA Sequencing Methods//Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. V. 9. P. 211-219.
  17. Mesbah N. M., Abou-El-Ela S. H., Wiegel J. 2007. Novel and Unexpected Prokaryotic Diversity in Water and Sediments of the Alkaline, Hypersaline Lakes of the Wadi An Natrun, Egypt//Microbial ecology. V. 54. P. 598-617.
  18. Morales S. E., Cosart T. F., Johnson J. V. et al. 2009. Extensive Phylogenetic Analysis of a Soil Bacterial Community Illustrates Extreme Taxon Evenness and the Effects of Amplicon Length, Degree of Coverage, and DNA Fractionation on Classification and Ecological//Appl. Environ. Microbiol. V. 75. № 3. P. 668-675.
  19. Oren A. 2001. Halophilic Microorganisms and their environments. Boston: Kluwer Academic. 575 p.
  20. Rietz D. N., Haynes R. J. 2003. Effects of irrigationinduced salinity and sodicity on soil microbial activity//Soil Biology & Biochemistry. № 35. P. 845-854.
  21. Ronaghi M. 2004. Pyrosequencing: a tool for DNA sequencing analysis//Methods Mol. Biol. V. 255. P. 211-219.
  22. Schloss P. D., Westcott S. L., Ryabin T. et al. 2009. Introducing mothur: Open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities//Appl. Environ. Microbiol. V. 23. № 75. P. 7537-7541.
  23. Ventosa A., Mellado E., Sanchez-Porrro C. et al. 2008. Halophilic and halotolerant micro-organisms from soils//Microbiology of Extreme Soils/Eds. Dion P., Nautiyal C. S., Berlin: Springer-Verlag. P. 87-115.
  24. Walsh D. A., Papke R. T., Doolittle W. F. 2005. Archaeal diversity along a soil salinity gradient prone to disturbance//Environ. Microbiol. № 7. P. 1655-1666.
  25. Wooley J. C., Ye Y. 2010. Metagenomics: Facts and artifacts, and computational challenges//Journal of computer science and technology. V. 1. № 25. P. 71-81.
  26. Zvyagintsev D. G., Zenova G. M., Oborotov G. V. 2009. Moderately haloalkaliphilic actinomycetes in salt_affected soils//Eurasian Soil Science. V. 42. № 13. P. 1515-1520.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2012 Pershina E.V., Tamazyan G.S., Dolnik A.S., Pinaev A.G., Sergaliev N.H., Andronov E.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».