بانک جزوات و مقالات تخصصی و کاربردی ترجمه ® ویژه دروس پزشکی ®

داده‌های محدودی در مورد تاثیر همزمان نیروهای از پایین به بالا (‏مواد غذایی)‏و از بالا به پایین (‏ویروس‌ها و نانوفلاژله های هتروتروف)‏در شکل دادن به جوامع باکتریایی آب شیرین وجود دارد. microcosms های آزمایشگاهی ما، افزودن مواد مغذی (‏آلی و غیر آلی)‏و کاهش ویروسی منجر به تکثیر زیرجمعیت باکتریایی اسید نوکلئیک بالا (‏HNA)‏بدون افزایش در فراوانی فاژ شد. لیز باکتریایی با واسطه ویروسی بالا در حضور نانوفلاژله ها، سهم زیادی از جمعیت باکتری با اسید نوکلئیک کم را به دست داد. آنالیز توالی ژن rRNA ۱۶ S نشان داد که اعضای پروتئوباکتریها و Bacteroidetes ، پاسخ‌های متفاوتی را به مواد مغذی و نیروهای مرگ و میر برانگیخته و در نتیجه منجر به تفاوت‌هایی در ترکیب و تنوع جامعه باکتریایی، همانطور که از آنالیز ANOSIM و یونیفرام مشاهده شد، می‌شود. شاخص تنوع گونه‌ای (‏شانون)‏و غنای گونه‌ای (‏چائو)‏در حضور هر دو عامل بالا به پایین و ویروس به تنهایی به طور معنی‌داری بالاتر بود (‏p < ۰.۰۰۱)‏. در حالی که تنوع میزبان کم‌تر در اثر کاهش مواد مغذی بس‌ترهای محدود کننده رشد به دلیل رشد انفجاری زیرجمعیت باکتریایی فرصت‌طلب HNA مشاهده شد. نتایج ما در توافق با مدل نظری کشتن برنده است که در آن در دسترس بودن بس‌ترهای محدود کننده رشد می‌تواند به عنوان یک عامل محرک برای ترکیب جامعه میزبان عمل کند در حالی که نیروهای بالا به پایین می‌توانند در کنترل تنوع میزبان عمل کنند. ​

کلمات کلیدی: باکتری‌ها، ویروس‌ها، مواد مغذی، جامعه باکتریایی، تعیین توالی ژن ۱۶ S rRNA، ریز جانداران آب شیرین

مقدمه

کنترل از بالا به پایین جمعیت باکتری‌ها به ویژه توسط ویروس‌ها در سال‌های اخیر از زمان پیدا کردن تعداد زیاد آن در طیف گسترده‌ای از سیستم‌های آبی مورد توجه قرار گرفته‌است. ویروس‌ها همراه با نانوفلاژله های bacterivorous، در حال حاضر به عنوان یک عامل تعیین‌کننده اکولوژیکی عمده در تنظیم ساختار و عملکرد جوامع میکروبی هتروتروف در نظر گرفته می‌شوند (‏سوتل ۲۰۰۷؛ ساندا و همکاران ۲۰۰۹)‏. به رسمیت شناختن ویروس‌ها به عنوان اجزای پویای جوامع پلانکتونیک از طریق تخریب تا ۶۰ % زیست توده باکتریایی تولید شده روزانه در سیستم‌های آب شیرین، این دیدگاه رایج را به چالش کشیده‌است که گمان می‌رود جوامع باکتریایی تا حد زیادی توسط عوامل پایین به بالا تحت‌تاثیر قرار گرفته‌اند. در میان نیروهای تعاملی که جوامع باکتریایی را ساختاردهی می‌کنند، بیش‌ترین توجه به اثرات پایین به بالا (‏پارامترهای فیزیکی و شیمیایی)‏، با تمرکز کم‌تر به تعامل باکتریایی با دیگر بخش‌های جامعه میکروبی مانند فعالیت ویروسی یا پروتیستان معطوف شده‌است (‏بولوی و همکاران ۲۰۱۱؛ پرادیپ رام و همکاران ۲۰۱۶)‏.​

در بخش میکروبی سیستم‌های آبی، فرآیندهای پایین به بالا (‏تامین مواد مغذی)‏و بالا به پایین (‏تغذیه پروتیستان و لیز ویروسی)‏برای تاثیر گذاری و کنترل ترکیب جامعه باکتریایی و تنوع در زمان و مکان شناخته شده‌اند. ویروس‌ها و پروتیست ها می‌توانند به ترتیب از طریق لیز خاص میزبان و تغذیه انتخابی و یا به طور غیر مستقیم از طریق تغییر آبگیرهای آلی توسط فرآیندهای مرگ و میر، به طور مستقیم بر جوامع باکتریایی تاثیر بگذارند (‏لیو و همکاران ۲۰۱۵)‏. مطالعات قبلی انجام‌شده در سیستم‌های آب شیرین نشان داده‌است که تحت شرایط محدود کننده مواد مغذی، تعاملات هم افزایی بین تغذیه و لیز ویروسی تمایل به تولید منابع رشد برای سوخت‌گیری فعالیت باکتریایی دارند (‏Simek و همکاران ۲۰۰۱؛ پراکسیدیپ رام و سیمه نگدو ۲۰۰۸)‏، با این حال تاثیر خالص آن‌ها بر تفکیک تاکسونومیکی جوامع باکتریایی کم‌تر به وضوح درک شده‌است. بررسی جزئیات چگونگی تعاملات تغذیه‌ای مانند تامین منابع و عوامل مرگ و میر که منجر به تغییر ترکیب جامعه باکتریایی و تنوع آن‌ها می‌شود کم‌تر مورد مطالعه قرار گرفته‌است. microcosms های آب دریا، تغییرات نسبتا کمی در جامعه باکتریایی در میان فراوانی بالای ویروس و گردش بالای ظاهری آن‌ها، تشخیص اثرات قابل‌توجه آماری ویروس‌ها بر ترکیب جامعه باکتریایی را دشوار می‌سازد (‏Schwalbach et al. ۲۰۰۴)‏. در دریاچه‌های اطراف آلپ، تجزیه و تحلیل‌های هماهنگی چند متغیره نشان داد که عوامل پایین به بالا (‏مواد غذایی و دما)‏نیروی محرکه پشت تغییرات جامعه باکتریایی با وجود فراوانی بالای ویروسی غالب بود (‏برژب و همکاران ۲۰۱۱)‏. با توجه به پیچیدگی و اهمیت تعامل بین عوامل از پایین به بالا و از بالا به پایین، ما از رویکرد بازسازی با استفاده از انکوباسیون باکتری‌ها با ویروس‌ها و درمان‌های عاری از ویروس همراه با دستکاری مواد مغذی، و هر دو منبع مرگ و میر به موازات بررسی همزمان تاثیر کنترل از بالا به پایین و از پایین به بالا بر جامعه باکتریایی استفاده کردیم. ​

در این مطالعه ما خط بررسی را به یک سیستم آب شیرین طبیعی (‏دریاچه پاوین، فرانسه)‏گسترش می‌دهیم تا اثر متغیر و تاثیر از پایین به بالا (‏بس‌تر)‏و از بالا به پایین (‏ویروس‌ها و نانوفلاژله های هتروتروف)‏را بر جامعه باکتریایی بررسی کنیم. دریاچه پاوین در ارتفاع بالا، دریاچه آب شیرین دریایی است که در اواخر فصل (‏پاییز)‏با کم‌ترین غلظت سالانه مواد مغذی (‏کربن و مواد معدنی)‏و رنگیزه‌های کلروفیل مشخص می‌شود که هر دوی آن‌ها تاثیر مستقیمی بر فیزیولوژی باکتریایی (‏که از محتوای اسید نوکلئیک، بالا در مقابل پایین استنباط می‌شود)‏و از آن پس بر سبک‌های زندگی ویروسی به نام لیتیک و لیزوزیم (‏پالسسه و همکاران ۲۰۱۴)‏دارند. بنابراین استراتژی‌های اتخاذ شده توسط ویروس‌ها، چه کشتن و چه نکشتن، می‌تواند اثرات متغیری بر اعضای خاصی از جامعه باکتریایی داشته باشد (‏بوویر و همکاران ۲۰۰۷؛ پرادیپ رام و سیمه نگاندو ۲۰۰۸؛ چن و همکاران ۲۰۱۹)‏. چندین گروه باکتریایی دارای اولویت‌های خاصی برای جذب عناصر غذایی به ویژه در طول فصل تهی شده از مواد مغذی شناخته شده‌اند، از این به بعد می توان انتظار داشت که اعضای مختلف گروه با فیزیولوژی و فعالیت متفاوت که تمایل به اشغال جایگاه‌های ویژه متفاوتی دارند، تغییرات در تعامل میزبان - ویروس را نشان دهند (‏لائوراس و همکاران ۲۰۰۳؛ لیو و همکاران ۲۰۱۵)‏. .. ​

در اینجا ما فرض می‌کنیم که فراوانی نسبی محتوای اسید نوکلئیک کم و زیاد جمعیت باکتریایی با وضعیت فیزیولوژیکی و متابولیسم متفاوت می‌تواند به شدت تحت‌تاثیر حضور یا نوع عوامل مرگ و میر و تامین مواد مغذی باشد، که در نهایت می‌تواند الگوهای قابل‌توجه و تغییرات در ترکیب جامعه باکتریایی و برآورد تنوع را به وجود آورد. ما همچنین بررسی کردیم که تا چه حد می‌توانیم برآورده‌ای تنوع باکتریایی و ترکیب جامعه را به ترتیب به بالا به پایین و در دسترس بودن مواد مغذی مرتبط سازیم. در این مطالعه، توالی بالای ژن‌های rRNA ۱۶ S با استفاده از پلت فرم Illumina MiSeq، روش ترجیح برای گرفتن اثر بالا به پایین و پایین به بالا بود. ​

​​​

Differential impact of top-down and bottom-up forces in structuring freshwater bacterial communities