Published December 11, 2017
| Version v1
Publication
Open
Diversity of Microbial Communities and Quantitative Chemodiversity in Layers of Marine Sediment Cores from a Causeway (Kaichu-Doro) in Okinawa Island, Japan
Creators
- 1. University of the Ryukyus
- 2. National Institute of Oceanography and Fisheries
- 3. Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
- 4. Biodiversity Research Center, Academia Sinica
Description
Microbial community diversity and chemodiversity were investigated in marine sediments adjacent to the Okinawan "Kaichu-Doro" Causeway, which was constructed 46 years ago to connect a group of four islands (Henza-jima, Miyagi-jima, Ikei-jima, Hamahiga-jima) to the Okinawan main island. This causeway was not built on pilings, but by land reclamation; hence, it now acts as a long, thin peninsula. The construction of this causeway was previously shown to have influenced the surrounding marine ecosystem, causing ecosystem fragmentation and loss of water circulation. In this study, we collected sediment cores (n = 10) from five paired sites in 1 m water depths. Each pair of sites consisted of one site each on the immediate north and south sides of the causeway. Originally the members of each pair were much closer to each other (<150 m) than to other pairs, but now the members of each pair are isolated by the causeway. Each core was 60-80 cm long and was divided into 15-cm layers. We examined the vertical diversity of microbial communities and chemical compounds to determine the correlation between chemodiversity and microbial communities among marine sediment cores and layers. Principal coordinate analyses (PCoA) of detected compounds and of bacterial and archaeal operational taxonomic units (OTUs) revealed that the north and south sides of the causeway are relatively isolated, with each side having unique microbial OTUs. Additionally, some bacterial families (e.g., Acidaminobacteraceae, Rhizobiaceae, and Xanthomonadaceae) were found only on the south side of Kaichu-Doro. Interestingly, we found that the relative abundance of OTUs for some microbial families increased from top to bottom, but this was reversed in some other families. We conclude that the causeway has altered microbial community composition and metabolite profiles in marine sediments.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم التحقيق في تنوع المجتمع الميكروبي والتنوع الكيميائي في الرواسب البحرية المتاخمة لجسر "كايتشو دورو" في أوكيناوا، والذي تم بناؤه قبل 46 عامًا لربط مجموعة من أربع جزر (هينزا جيما، مياجي جيما، إيكي جيما، هاماهيجا جيما) بجزيرة أوكيناوا الرئيسية. لم يتم بناء هذا الجسر على الركائز، ولكن عن طريق استصلاح الأراضي ؛ وبالتالي، فإنه يعمل الآن كشبه جزيرة طويلة ورقيقة. وقد تبين سابقًا أن بناء هذا الجسر قد أثر على النظام البيئي البحري المحيط، مما تسبب في تجزئة النظام البيئي وفقدان دوران المياه. في هذه الدراسة، جمعنا نوى الرواسب (العدد = 10) من خمسة مواقع مقترنة في أعماق مائية 1 متر. يتألف كل زوج من المواقع من موقع واحد على الجانبين الشمالي والجنوبي مباشرة من الجسر. في الأصل كان أعضاء كل زوج أقرب بكثير إلى بعضهم البعض (<150 م) من الأزواج الأخرى، ولكن الآن يتم عزل أعضاء كل زوج بواسطة الجسر. كان طول كل قلب 60-80 سم وتم تقسيمه إلى طبقات 15 سم. درسنا التنوع الرأسي للمجتمعات الميكروبية والمركبات الكيميائية لتحديد العلاقة بين التنوع الكيميائي والمجتمعات الميكروبية بين نوى وطبقات الرواسب البحرية. كشفت تحليلات الإحداثيات الرئيسية (PCoA) للمركبات المكتشفة ووحدات التصنيف التشغيلية البكتيرية والعتيقة (OTUs) أن الجانبين الشمالي والجنوبي من الجسر معزولان نسبيًا، حيث يحتوي كل جانب على وحدات OTU ميكروبية فريدة. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على بعض العائلات البكتيرية (على سبيل المثال، Acidaminobacteraceae، Rhizobiaceae، و Xanthomonadaceae) فقط على الجانب الجنوبي من Kaichu - Doro. ومن المثير للاهتمام أننا وجدنا أن الوفرة النسبية لـ OTUs لبعض العائلات الميكروبية زادت من أعلى إلى أسفل، ولكن هذا انعكس في بعض العائلات الأخرى. نستنتج أن الجسر قد غير تكوين المجتمع الميكروبي وملامح المستقلب في الرواسب البحرية.Translated Description (French)
La diversité et la chimiodiversité des communautés microbiennes ont été étudiées dans les sédiments marins adjacents à la chaussée « Kaichu-Doro » d'Okinawa, construite il y a 46 ans pour relier un groupe de quatre îles (Henza-jima, Miyagi-jima, Ikei-jima, Hamahiga-jima) à l'île principale d'Okinawa. Cette chaussée n'a pas été construite sur des pieux, mais par la remise en état des terres ; par conséquent, elle agit maintenant comme une longue et mince péninsule. Il a déjà été démontré que la construction de cette chaussée avait influencé l'écosystème marin environnant, provoquant une fragmentation de l'écosystème et une perte de circulation de l'eau. Dans cette étude, nous avons recueilli des carottes de sédiments (n = 10) à partir de cinq sites appariés dans des profondeurs d'eau de 1 m. Chaque paire de sites se composait d'un site chacun sur les côtés nord et sud immédiats de la chaussée. À l'origine, les membres de chaque paire étaient beaucoup plus proches les uns des autres (<150 m) que des autres paires, mais maintenant les membres de chaque paire sont isolés par la chaussée. Chaque noyau mesurait de 60 à 80 cm de long et était divisé en couches de 15 cm. Nous avons examiné la diversité verticale des communautés microbiennes et des composés chimiques pour déterminer la corrélation entre la chimiodiversité et les communautés microbiennes parmi les carottes et les couches de sédiments marins. Les analyses des coordonnées principales (PCoA) des composés détectés et des unités taxonomiques opérationnelles bactériennes et archéennes (OTU) ont révélé que les côtés nord et sud de la chaussée sont relativement isolés, chaque côté ayant des OTU microbiennes uniques. De plus, certaines familles bactériennes (par exemple, Acidaminobacteraceae, Rhizobiaceae et Xanthomonadaceae) n'ont été trouvées que sur le côté sud de Kaichu-Doro. Fait intéressant, nous avons constaté que l'abondance relative des OTU pour certaines familles microbiennes augmentait de haut en bas, mais que cela était inversé dans d'autres familles. Nous concluons que la chaussée a modifié la composition de la communauté microbienne et les profils de métabolites dans les sédiments marins.Translated Description (Spanish)
Se investigó la diversidad de comunidades microbianas y la quimiodiversidad en sedimentos marinos adyacentes a la Calzada de Okinawa "Kaichu-Doro", que se construyó hace 46 años para conectar un grupo de cuatro islas (Henza-jima, Miyagi-jima, Ikei-jima, Hamahiga-jima) con la isla principal de Okinawa. Esta calzada no se construyó sobre pilotes, sino por recuperación de tierras; por lo tanto, ahora actúa como una península larga y delgada. Anteriormente se había demostrado que la construcción de esta calzada había influido en el ecosistema marino circundante, causando la fragmentación del ecosistema y la pérdida de circulación del agua. En este estudio, recolectamos núcleos de sedimentos (n = 10) de cinco sitios emparejados en profundidades de agua de 1 m. Cada par de sitios consistía en un sitio cada uno en los lados norte y sur inmediatos de la calzada. Originalmente, los miembros de cada par estaban mucho más cerca entre sí (<150 m) que de otros pares, pero ahora los miembros de cada par están aislados por la calzada. Cada núcleo tenía 60-80 cm de largo y estaba dividido en capas de 15 cm. Examinamos la diversidad vertical de las comunidades microbianas y los compuestos químicos para determinar la correlación entre la quimiodiversidad y las comunidades microbianas entre los núcleos y capas de sedimentos marinos. Los análisis de coordenadas principales (PCoA) de los compuestos detectados y de las unidades taxonómicas operativas (OTU) bacterianas y arqueológicas revelaron que los lados norte y sur de la calzada están relativamente aislados, y cada lado tiene OTU microbianas únicas. Además, algunas familias bacterianas (por ejemplo, Acidaminobacteraceae, Rhizobiaceae y Xanthomonadaceae) se encontraron solo en el lado sur de Kaichu-Doro. Curiosamente, encontramos que la abundancia relativa de OTU para algunas familias microbianas aumentó de arriba a abajo, pero esto se invirtió en algunas otras familias. Concluimos que la calzada ha alterado la composición de la comunidad microbiana y los perfiles de metabolitos en los sedimentos marinos.Files
pdf.pdf
Files
(4.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b8bc5104749ddf30c605726a055749e7
|
4.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تنوع المجتمعات الميكروبية والتنوع الكيميائي الكمي في طبقات نوى الرواسب البحرية من جسر (كايتشو دورو) في جزيرة أوكيناوا، اليابان
- Translated title (French)
- Diversité des communautés microbiennes et chimiodiversité quantitative dans les couches de carottes de sédiments marins d'une chaussée (Kaichu-Doro) sur l'île d'Okinawa, au Japon
- Translated title (Spanish)
- Diversidad de comunidades microbianas y quimiodiversidad cuantitativa en capas de núcleos de sedimentos marinos de una calzada (Kaichu-Doro) en la isla de Okinawa, Japón
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2775480051
- DOI
- 10.3389/fmicb.2017.02451
References
- https://openalex.org/W1078014187
- https://openalex.org/W1480172732
- https://openalex.org/W1480873903
- https://openalex.org/W1547415040
- https://openalex.org/W1807111446
- https://openalex.org/W1907717651
- https://openalex.org/W1964010911
- https://openalex.org/W1966253810
- https://openalex.org/W1976327004
- https://openalex.org/W1977511831
- https://openalex.org/W1979503419
- https://openalex.org/W1988925586
- https://openalex.org/W1989299822
- https://openalex.org/W1990654859
- https://openalex.org/W1998599366
- https://openalex.org/W2004975389
- https://openalex.org/W2006740316
- https://openalex.org/W2007532294
- https://openalex.org/W2010025026
- https://openalex.org/W2021916412
- https://openalex.org/W2023790409
- https://openalex.org/W2027249395
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2039873009
- https://openalex.org/W2055615060
- https://openalex.org/W2069669658
- https://openalex.org/W2087311648
- https://openalex.org/W2090095993
- https://openalex.org/W2093497342
- https://openalex.org/W2094025666
- https://openalex.org/W2094427369
- https://openalex.org/W2114200698
- https://openalex.org/W2114766231
- https://openalex.org/W2124715997
- https://openalex.org/W2146002788
- https://openalex.org/W2149529243
- https://openalex.org/W2149941230
- https://openalex.org/W2155226152
- https://openalex.org/W2160947363
- https://openalex.org/W2163136351
- https://openalex.org/W2172124708
- https://openalex.org/W2180187835
- https://openalex.org/W2236569254
- https://openalex.org/W2237552100
- https://openalex.org/W2238759581
- https://openalex.org/W2259197371
- https://openalex.org/W2275567259
- https://openalex.org/W2346340617
- https://openalex.org/W2410521968
- https://openalex.org/W253346165
- https://openalex.org/W2558256717
- https://openalex.org/W2560662675
- https://openalex.org/W2586151480
- https://openalex.org/W2735199931
- https://openalex.org/W2926239349
- https://openalex.org/W3095746314
- https://openalex.org/W346827628
- https://openalex.org/W4236178614
- https://openalex.org/W4252004133