CC
Christian Chukwujindu
Author with expertise in Marine Microbial Diversity and Biogeography
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(100% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
1
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Microbiome Analysis of the Eastern Oyster As a Function of Ploidy and Seasons

Ashish Pathak et al.Aug 10, 2023
Abstract Shellfish, such as the eastern oysters ( Crassostrea virginica ) are not only valued as seafood but also for the ecosystem services they provide, including improving water quality and reducing eutrophication. Excess N causes eutrophication, harmful algal blooms, fish kills and overall decline of estuarine ecosystems resulting in economic losses. Oyster reefs sequester N and enhance denitrification processes, however, information on the N cycling oyster microbiome is scarce with most studies focusing on random grab samples or on pathogens, such as Vibri o spp. Further, triploid oysters are often used for aquaculture, as they grow faster than diploids, but there is little information on potential microbiome differences with ploidy. To address these knowledge gaps, diploid and triploid farmed oysters were collected at monthly intervals over one year and analyzed using a coupled approach encompassing shotgun metagenomics and quantitative microbial elemental cycling (QMEC) qPCR assays. Overall, the genus Psychrobacter dominated the core microbiome across all samples, regardless of season or ploidy, followed by Synechococcus , Pseudomonas , Pseudoalteromonas and Clostridium . Psychrobacter abundances increased significantly in the colder months; the same trend was also observed in the alpha and beta diversity. However, warmer months had increased bacterial diversity relative to colder months. Gene functional profiles were similar among seasons and ploidy, with respiration and metabolism of carbohydrates, RNA, and proteins as dominant functions. There were strong positive correlations between abundance of the “core” microbiome taxa and gene functions associated with central metabolism, DNA and carbohydrate metabolism, strongly suggesting the functional role of Psychrobacter in the microbiome. Metagenome assembly was performed to characterize dominant species, followed by phylogenetic analysis of select MAGs (metagenome-assembled genomes), further supporting the presence of multiple Psychrobacter spp. Sequence-based identification of denitrification genes in the Pyschrobacter MAGs indicated the presence of norB , narH , narI , nirK , and norB . QMEC analysis indicated C and N cycling genes were most abundant, with no discernable patterns due to seasons or ploidy. Among N cycling genes, the nosZII clade was dominant, which is likely responsible for the eastern oysters potential for bioextraction and enhancing water quality via denitrification.
0

Metagenome Assembled Genomes (MAG) Facilitate a Better Understanding of Microbially-mediated Heavy Metal Resistance in Soils from a Former Nuclear Materials Production Facility

Navya Kommu et al.Oct 23, 2023
Abstract Shotgun metagenomes is a repository of all the genes present in an environmental sample. With recent advancements in bioinformatic techniques, it is now possible to in-silico retrieve sequences that belong to specific taxa, followed by assembly and annotation and the obtained sequences are called as metagenome-assembled genome (MAG), which facilitates better understanding of metabolic and other traits without having to culture the microorganism. We applied the MAG technique using the nf-core/mag pipeline on shotgun metagenome sequences obtained from a soil ecosystem that has long-term co-contamination with radionuclides (mainly uranium), heavy metals (mercury, nickel etc.) and organic compounds. Annotation of MAGs was performed using SPAdes and MEGAHIT and genomes were binned and taxonomically classified using the GTDBTk and CAT toolkits within nf-core/mag. Additional annotations were done using Prokka and Prodigal and the dRep program was used to choose specific MAGs for further analysis. Initial analysis resulted in a total of 254 MAGs which met the high-quality standard with the completeness > 95% and contamination < 5%, accounting for 26.67% of all the MAGs (Fig SI-1). After bin refinement and de-replication, 27 MAGs (18 from Winter season and 9 from Summer season) were reconstructed. These 27 MAGs span across 6 bacterial phyla and the most predominant ones were Proteobacteria, Bacteroidetes, and Cyanobacteria regardless of the season. Overall, the Arthrobacter MAG was found to be one that was robust for further analysis. Over 1749 genes putatively involved in crucial metabolism of elements viz. nitrogen, phosphorous, sulfur and 598 genes encoding enzymes for metals resistance from cadmium, zinc, chromium, arsenic and copper. In summary, this project enhances our understanding of genes conferring resistance to heavy metals in uranium contaminated soils.