تشفير الحمض النووي والتشفير المتعدد للعينات القياسية يكشف أنماط تنوع القاع البحري

توثيق تنوع الحياة البحرية يمثل تحديًا لأن العديد من الأنواع خفية وصغيرة ونادرة وتندرج ضمن مجموعات غير معروفة جيدًا. تعد تقنيات التسلسل الجديدة، خاصة عند دمجها مع أخذ عينات معيارية، واعدة في جعل التقييمات الشاملة للتنوع البيولوجي والمراقبة ممكنة على نطاق واسع. استخدمنا هذا النهج لوصف أنماط التنوع في شعاب المحار عبر مجموعة من النطاقات الجغرافية تشمل موقعًا معتدلًا في فيرجينيا (VA) وموقعًا شبه مداري في فلوريدا (FL). تم التعرف على الكائنات الحية حقيقية النواة التي استعمرت أسطح المستوطنات متعددة الطبقات (هياكل مراقبة الشعاب المستقلة) على مدار فترة 6 أشهر بواسطة تشفير وحدات فرعية من السيتوكروم ج أكسيداز I (>2 مم من الكائنات الحية المتحركة) والتشفير المتعدد (الكائنات الثابتة والكائنات المتحركة الأصغر). تم تسجيل 2,179 وحدة تصنيفية تشغيلية (OTUs) من 983,056 تسلسلًا في مساحة إجمالية تبلغ ∼ 15.64 م² وحجم ∼ 0.09 م³. ومع ذلك، تمكن فقط 10.9% من المطابقة مع رموز المرجع في قواعد البيانات العامة، مع مطابقة 8.2% فقط مع الرموز التي تحمل أسماء الجنس والنوع. كان نطاق التغطية التصنيفية واسعًا، لا سيما بالنسبة للحيوانات (تم تسجيل 22 شعبة)، لكن 35.6% من OTUs المكتشفة عبر التشفير المتعدد لم يمكن تخصيصها بثقة لمجموعة تصنيفية. كانت أصغر حصة حجمية (500 إلى 106 ميكرومتر) هي الأكثر تنوعًا (أكثر من ثلثي OTUs). كان هناك القليل من التداخل التصنيفي بين VA و FL، وكانت العينات في مسافة تفصلها ∼ 2 م متشابهة إلى حد كبير مقارنة بالعينة التي تفصلها ∼ 100 م. أظهرت التحقق الأرضي مع تقييمات مستقلة للتكوين التصنيفي أن كلا من معلومات الوجود والغياب ومعلومات الوفرة النسبية تم التقاطها بواسطة بيانات التشفير المتعدد، مما يشير إلى إمكانيات كبيرة للدراسات البيئية والمراقبة البيئية.