Published November 21, 2022
| Version v1
Publication
Open
Pathogenic bacteria significantly increased under oxygen depletion in coastal waters: A continuous observation in the central Bohai Sea
- 1. China University of Geosciences (Beijing)
- 2. Tianjin University of Science and Technology
- 3. China University of Geosciences
- 4. Chinese Academy of Fishery Sciences
- 5. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
- 6. Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology
Description
The spread of pathogenic bacteria in coastal waters endangers the health of the local people and jeopardizes the safety of the marine environment. However, their dynamics during seasonal hypoxia in the Bohai Sea (BHS) have not been studied. Here, pathogenic bacteria were detected from the 16S rRNA gene sequencing database and were used to explore their dynamics and driving factors with the progressively deoxygenating in the BHS. Our results showed that pathogenic bacteria were detected in all samples, accounting for 0.13 to 24.65% of the total number of prokaryotic sequences in each sample. Pathogenic Proteobacteria was dominated in all samples, followed by Firmicutes, Actinobacteria, Tenericutes, and Bacteroidetes, etc. β-diversity analysis showed that pathogenic bacteria are highly temporally heterogeneous and regulated by environmental factors. According to RDA analysis, these variations may be influenced by salinity, ammonia, DO, phosphate, silicate, and Chl a. Additionally, pathogenic bacteria in surface water and hypoxia zone were found to be significantly separated in August. The vertical distribution of pathogenic bacterial communities is influenced by several variables, including DO and nutrition. It is noteworthy that the hypoxia zones increase the abundance of certain pathogenic genera, especially Vibrio and Arcobacter, and the stability of the pathogenic bacterial community increased from May to August. These phenomena indicate that the central Bohai Sea is threatened by an increasingly serious pathogenic community from May to August. And the developing hypoxia zone in the future may intensify this phenomenon and pose a more serious threat to human health. This study provides new insight into the changes of pathogenic bacteria in aquatic ecosystems and may help to make effective policies to control the spread of pathogenic bacteria.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن انتشار البكتيريا المسببة للأمراض في المياه الساحلية يعرض صحة السكان المحليين للخطر ويعرض سلامة البيئة البحرية للخطر. ومع ذلك، لم تتم دراسة ديناميكياتها أثناء نقص الأكسجة الموسمي في بحر بوهاي (BHS). هنا، تم اكتشاف البكتيريا المسببة للأمراض من قاعدة بيانات تسلسل جينات الحمض النووي الريبي 16S واستخدمت لاستكشاف ديناميكياتها وعواملها الدافعة مع إزالة الأكسجين تدريجياً في BHS. أظهرت نتائجنا أنه تم اكتشاف البكتيريا المسببة للأمراض في جميع العينات، وهو ما يمثل 0.13 إلى 24.65 ٪ من إجمالي عدد التسلسلات بدائية النواة في كل عينة. هيمنت البكتيريا البروتينية المسببة للأمراض على جميع العينات، تليها البكتيريا الثابتة، والبكتيريا الشعاعية، والبكتيرويدات، وما إلى ذلك. أظهر تحليل التنوع بيتا أن البكتيريا المسببة للأمراض غير متجانسة زمنياً إلى حد كبير وتنظمها العوامل البيئية. وفقًا لتحليل RDA، قد تتأثر هذه الاختلافات بالملوحة والأمونيا و DO والفوسفات والسيليكات و Chl a. بالإضافة إلى ذلك، وجد أن البكتيريا المسببة للأمراض في المياه السطحية ونقص الأكسجة منفصلة بشكل كبير في أغسطس. يتأثر التوزيع الرأسي للمجتمعات البكتيرية المسببة للأمراض بالعديد من المتغيرات، بما في ذلك DO والتغذية. ومن الجدير بالذكر أن مناطق نقص الأكسجة تزيد من وفرة بعض الأجناس المسببة للأمراض، وخاصة الضمة والأركوباكتر، وزاد استقرار المجتمع البكتيري الممرض من مايو إلى أغسطس. تشير هذه الظواهر إلى أن بحر بوهاي المركزي مهدد من قبل مجتمع ممرض خطير بشكل متزايد من مايو إلى أغسطس. وقد تؤدي منطقة نقص الأكسجة النامية في المستقبل إلى تكثيف هذه الظاهرة وتشكل تهديدًا أكثر خطورة على صحة الإنسان. تقدم هذه الدراسة نظرة جديدة على تغيرات البكتيريا المسببة للأمراض في النظم الإيكولوجية المائية وقد تساعد في وضع سياسات فعالة للسيطرة على انتشار البكتيريا المسببة للأمراض.Translated Description (French)
La propagation de bactéries pathogènes dans les eaux côtières met en danger la santé des populations locales et met en péril la sécurité du milieu marin. Cependant, leur dynamique lors de l'hypoxie saisonnière en mer de Bohai (BHS) n'a pas été étudiée. Ici, des bactéries pathogènes ont été détectées à partir de la base de données de séquençage du gène de l'ARNr 16S et ont été utilisées pour explorer leur dynamique et leurs facteurs moteurs avec la désoxygénation progressive dans la BHS. Nos résultats ont montré que des bactéries pathogènes ont été détectées dans tous les échantillons, représentant 0,13 à 24,65 % du nombre total de séquences procaryotes dans chaque échantillon. Les protéobactéries pathogènes étaient dominées dans tous les échantillons, suivies des firmicutes, des actinobactéries, des tenericutes et des bactéroïdètes, etc. L'analyse de la diversité β a montré que les bactéries pathogènes sont très hétérogènes dans le temps et régulées par des facteurs environnementaux. Selon l'analyse RDA, ces variations peuvent être influencées par la salinité, l'ammoniac, le DO, le phosphate, le silicate et le Chl a. De plus, les bactéries pathogènes dans les eaux de surface et la zone d'hypoxie ont été significativement séparées en août. La distribution verticale des communautés bactériennes pathogènes est influencée par plusieurs variables, notamment l'OD et la nutrition. Il est à noter que les zones d'hypoxie augmentent l'abondance de certains genres pathogènes, en particulier Vibrio et Arcobacter, et la stabilité de la communauté bactérienne pathogène a augmenté de mai à août. Ces phénomènes indiquent que la mer centrale de Bohai est menacée par une communauté pathogène de plus en plus grave de mai à août. Et la zone d'hypoxie en développement à l'avenir pourrait intensifier ce phénomène et constituer une menace plus grave pour la santé humaine. Cette étude fournit de nouvelles informations sur les changements des bactéries pathogènes dans les écosystèmes aquatiques et peut aider à élaborer des politiques efficaces pour contrôler la propagation des bactéries pathogènes.Translated Description (Spanish)
La propagación de bacterias patógenas en las aguas costeras pone en peligro la salud de la población local y la seguridad del medio marino. Sin embargo, no se ha estudiado su dinámica durante la hipoxia estacional en el Mar de Bohai (BHS). Aquí, se detectaron bacterias patógenas de la base de datos de secuenciación de genes de ARNr 16S y se utilizaron para explorar su dinámica y factores impulsores con la desoxigenación progresiva en el BHS. Nuestros resultados mostraron que se detectaron bacterias patógenas en todas las muestras, representando del 0,13 al 24,65% del número total de secuencias procariotas en cada muestra. Las proteobacterias patógenas estuvieron dominadas en todas las muestras, seguidas de Firmicutes, Actinobacteria, Tenericutes y Bacteroidetes, etc. El análisis de la diversidad β mostró que las bacterias patógenas son altamente heterogéneas temporalmente y están reguladas por factores ambientales. De acuerdo con el análisis de RDA, estas variaciones pueden estar influenciadas por la salinidad, el amoníaco, el DO, el fosfato, el silicato y la Chla. Además, se encontró que las bacterias patógenas en las aguas superficiales y la zona de hipoxia estaban significativamente separadas en agosto. La distribución vertical de las comunidades bacterianas patógenas está influenciada por varias variables, incluidas la DO y la nutrición. Cabe destacar que las zonas de hipoxia aumentan la abundancia de ciertos géneros patógenos, especialmente Vibrio y Arcobacter, y la estabilidad de la comunidad bacteriana patógena aumentó de mayo a agosto. Estos fenómenos indican que el Mar de Bohai central está amenazado por una comunidad patógena cada vez más grave de mayo a agosto. Y la zona de hipoxia en desarrollo en el futuro puede intensificar este fenómeno y representar una amenaza más grave para la salud humana. Este estudio proporciona una nueva visión de los cambios de las bacterias patógenas en los ecosistemas acuáticos y puede ayudar a elaborar políticas eficaces para controlar la propagación de bacterias patógenas.Files
pdf.pdf
Files
(6.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b8b88a6f7be0c1a278ee247b26fead39
|
6.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- زادت البكتيريا المسببة للأمراض بشكل كبير في ظل استنفاد الأكسجين في المياه الساحلية: مراقبة مستمرة في وسط بحر بوهاي
- Translated title (French)
- Les bactéries pathogènes ont augmenté de manière significative sous l'appauvrissement en oxygène dans les eaux côtières : une observation continue dans le centre de la mer de Bohai
- Translated title (Spanish)
- Las bacterias patógenas aumentaron significativamente bajo el agotamiento del oxígeno en las aguas costeras: una observación continua en el mar central de Bohai
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4309787408
- DOI
- 10.3389/fmicb.2022.1035904
References
- https://openalex.org/W1543016737
- https://openalex.org/W1576723684
- https://openalex.org/W1591189181
- https://openalex.org/W1714007985
- https://openalex.org/W1835277504
- https://openalex.org/W1966166115
- https://openalex.org/W1967845489
- https://openalex.org/W1980594875
- https://openalex.org/W1985064663
- https://openalex.org/W1995109920
- https://openalex.org/W2000259070
- https://openalex.org/W2005144627
- https://openalex.org/W2006511854
- https://openalex.org/W2007618742
- https://openalex.org/W2029039279
- https://openalex.org/W2031232438
- https://openalex.org/W2033490592
- https://openalex.org/W2034908539
- https://openalex.org/W2053207498
- https://openalex.org/W2060689353
- https://openalex.org/W2067113479
- https://openalex.org/W2067470076
- https://openalex.org/W2072970694
- https://openalex.org/W2073239432
- https://openalex.org/W2078699073
- https://openalex.org/W2083401714
- https://openalex.org/W2085643274
- https://openalex.org/W2106634921
- https://openalex.org/W2110292123
- https://openalex.org/W2112974539
- https://openalex.org/W2115947152
- https://openalex.org/W2117942905
- https://openalex.org/W2124570789
- https://openalex.org/W2125090689
- https://openalex.org/W2125988533
- https://openalex.org/W2127771872
- https://openalex.org/W2128591134
- https://openalex.org/W2130231032
- https://openalex.org/W2134519766
- https://openalex.org/W2137170684
- https://openalex.org/W2138260806
- https://openalex.org/W2140048037
- https://openalex.org/W2141602729
- https://openalex.org/W2147512580
- https://openalex.org/W2152965665
- https://openalex.org/W2161538197
- https://openalex.org/W2161953064
- https://openalex.org/W2221168366
- https://openalex.org/W2297506163
- https://openalex.org/W2301678081
- https://openalex.org/W2328506293
- https://openalex.org/W2336334301
- https://openalex.org/W2342798007
- https://openalex.org/W2343697156
- https://openalex.org/W2398355603
- https://openalex.org/W2466704838
- https://openalex.org/W2470099788
- https://openalex.org/W2483810965
- https://openalex.org/W2549130259
- https://openalex.org/W2566812606
- https://openalex.org/W2586722278
- https://openalex.org/W2767035508
- https://openalex.org/W2786166852
- https://openalex.org/W2792856262
- https://openalex.org/W2806209081
- https://openalex.org/W2808476198
- https://openalex.org/W2900990806
- https://openalex.org/W2907519549
- https://openalex.org/W2909236043
- https://openalex.org/W2909430439
- https://openalex.org/W2942852120
- https://openalex.org/W2943892586
- https://openalex.org/W2951950962
- https://openalex.org/W2970944518
- https://openalex.org/W3024895976
- https://openalex.org/W3099607868
- https://openalex.org/W3101950313
- https://openalex.org/W3147653153
- https://openalex.org/W3152534766
- https://openalex.org/W3171627901
- https://openalex.org/W3174029540
- https://openalex.org/W3197506249
- https://openalex.org/W3215508572
- https://openalex.org/W4210356940
- https://openalex.org/W4285719527