Published September 12, 2023 | Version v1
Publication Open

PacBio next-generation sequencing uncovers Apicomplexa diversity in different habitats

Creators

  • 1. National Research Centre
  • 2. Menoufia University
  • 3. Institute of Urban Environment
  • 4. Chinese Academy of Sciences
  • 5. CAS Key Laboratory of Urban Pollutant Conversion

Description

The phylum Apicomplexa comprises a large group of intracellular protozoan parasites. These microorganisms are known to infect a variety of vertebrate and invertebrate hosts, leading to significant medical and veterinary conditions such as toxoplasmosis, cryptosporidiosis, theileriosis, and eimeriosis. Despite their importance, comprehensive data on their diversity and distribution, especially in riverine environments, remain scant. To bridge this knowledge gap, we utilized next-generation high-throughput 18S rRNA amplicon sequencing powered by PacBio technology to explore the diversity and composition of the Apicomplexa taxa. Principal component analysis (PCA) and principal coordinate analysis (PCoA) indicated the habitat heterogeneity for the physicochemical parameters and the Apicomplexa community. These results were supported by PERMANOVA (P < 0.001), ANOSIM (P < 0.001), Cluster analysis, and Venn diagram. Dominant genera of Apicomplexa in inlet samples included Gregarina (38.54%), Cryptosporidium (32.29%), and Leidyana (11.90%). In contrast, outlet samples were dominated by Babesia, Cryptosporidium, and Theileria. While surface water samples revealed 16% and 8.33% relative abundance of Toxoplasma and Cryptosporidium, respectively. To our knowledge, the next-generation high throughput sequencing covered a wide range of parasites in Egypt for the first time, which could be useful for legislation of the standards for drinking water and wastewater reuse.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تضم الشعبة Apicomplexa مجموعة كبيرة من الطفيليات الأولية داخل الخلايا. من المعروف أن هذه الكائنات الحية الدقيقة تصيب مجموعة متنوعة من مضيفات الفقاريات واللافقاريات، مما يؤدي إلى حالات طبية وبيطرية كبيرة مثل داء المقوسات، وداء الأبواغ الخفية، وداء الغضروفيات، وداء إيميري. على الرغم من أهميتها، لا تزال البيانات الشاملة عن تنوعها وتوزيعها، لا سيما في البيئات النهرية، شحيحة. لسد هذه الفجوة المعرفية، استخدمنا الجيل التالي من تسلسل أمبليكون الحمض النووي الريبي عالي الإنتاجية 18S المدعوم بتقنية PacBio لاستكشاف تنوع وتكوين أصناف Apicomplexa. أشار تحليل المكونات الرئيسية (PCA) وتحليل الإحداثيات الرئيسية (PCoA) إلى عدم تجانس الموائل للمعلمات الفيزيائية الكيميائية ومجتمع Apicomplexa. تم دعم هذه النتائج من قبل PERMANOVA (P < 0.001)، ANOSIM (P < 0.001)، تحليل المجموعة، ومخطط VENN. وشملت الأجناس السائدة من Apicomplexa في عينات المدخل Gregarina (38.54 ٪)، Cryptosporidium (32.29 ٪)، و Leidyana (11.90 ٪). في المقابل، سيطرت Babesia و Cryptosporidium و Theileria على عينات المخرج. في حين كشفت عينات المياه السطحية عن وفرة نسبية بنسبة 16 ٪ و 8.33 ٪ من المقوسات و Cryptosporidium، على التوالي. على حد علمنا، غطى الجيل التالي من التسلسل عالي الإنتاجية مجموعة واسعة من الطفيليات في مصر لأول مرة، والتي يمكن أن تكون مفيدة لتشريع معايير مياه الشرب وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي.

Translated Description (French)

Le phylum Apicomplexa comprend un grand groupe de protozoaires parasites intracellulaires. Ces micro-organismes sont connus pour infecter une variété d'hôtes vertébrés et invertébrés, entraînant des conditions médicales et vétérinaires importantes telles que la toxoplasmose, la cryptosporidiose, la théilériose et l'eimériose. Malgré leur importance, les données complètes sur leur diversité et leur répartition, en particulier dans les environnements fluviaux, restent rares. Pour combler cette lacune en matière de connaissances, nous avons utilisé le séquençage de l'amplicon de l'ARNr 18S à haut débit de nouvelle génération alimenté par la technologie PacBio pour explorer la diversité et la composition des taxons Apicomplexa. L'analyse en composantes principales (ACP) et l'analyse en coordonnées principales (ACPo) ont indiqué l'hétérogénéité de l'habitat pour les paramètres physico-chimiques et la communauté d'Apicomplexa. Ces résultats ont été confirmés par PERMANOVA (P < 0,001), ANOSIM (P < 0,001), l'analyse de cluster et le diagramme de Venn. Les genres dominants d'Apicomplexa dans les échantillons d'entrée comprenaient Gregarina (38,54 %), Cryptosporidium (32,29 %) et Leidyana (11,90 %). En revanche, les échantillons de points de vente étaient dominés par Babesia, Cryptosporidium et Theileria. Alors que les échantillons d'eau de surface ont révélé une abondance relative de 16% et 8,33% de Toxoplasma et Cryptosporidium, respectivement. À notre connaissance, le séquençage à haut débit de nouvelle génération couvrait pour la première fois un large éventail de parasites en Égypte, ce qui pourrait être utile pour la législation des normes pour la réutilisation de l'eau potable et des eaux usées.

Translated Description (Spanish)

El filo Apicomplexa comprende un gran grupo de parásitos protozoarios intracelulares. Se sabe que estos microorganismos infectan a una variedad de huéspedes vertebrados e invertebrados, lo que provoca importantes afecciones médicas y veterinarias como toxoplasmosis, criptosporidiosis, teileriosis y eimeriosis. A pesar de su importancia, los datos exhaustivos sobre su diversidad y distribución, especialmente en entornos fluviales, siguen siendo escasos. Para cerrar esta brecha de conocimiento, utilizamos la secuenciación de amplicones de ARNr 18S de alto rendimiento de próxima generación impulsada por la tecnología PacBio para explorar la diversidad y la composición de los taxones de Apicomplexa. El análisis de componentes principales (PCA) y el análisis de coordenadas principales (PCoA) indicaron la heterogeneidad del hábitat para los parámetros fisicoquímicos y la comunidad de Apicomplexa. Estos resultados fueron respaldados por PERMANOVA (P < 0.001), ANOSIM (P < 0.001), análisis de clústeres y diagrama de Venn. Los géneros dominantes de Apicomplexa en las muestras de entrada incluyeron Gregarina (38.54%), Cryptosporidium (32.29%) y Leidyana (11.90%). Por el contrario, las muestras de salida estuvieron dominadas por Babesia, Cryptosporidium y Theileria. Mientras que las muestras de aguas superficiales revelaron un 16% y un 8,33% de abundancia relativa de Toxoplasma y Cryptosporidium, respectivamente. Hasta donde sabemos, la secuenciación de alto rendimiento de próxima generación cubrió una amplia gama de parásitos en Egipto por primera vez, lo que podría ser útil para la legislación de los estándares para la reutilización de agua potable y aguas residuales.

Files

s41598-023-40895-y.pdf.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cbb7b8a5032bc83b96b1b9267eca9f8d
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يكشف تسلسل PacBio من الجيل التالي عن تنوع Apicomplexa في الموائل المختلفة
Translated title (French)
Le séquençage PacBio de nouvelle génération révèle la diversité d'Apicomplexa dans différents habitats
Translated title (Spanish)
La secuenciación de próxima generación de PacBio descubre la diversidad de Apicomplexa en diferentes hábitats

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4386687247
DOI
10.1038/s41598-023-40895-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4241926977 (Other)
https://openalex.org/W3147759110 (Other)
https://openalex.org/W3121708477 (Other)
https://openalex.org/W2419234509 (Other)
https://openalex.org/W2376961485 (Other)
https://openalex.org/W2083799571 (Other)
https://openalex.org/W2042043248 (Other)
https://openalex.org/W2037633791 (Other)
https://openalex.org/W1996201574 (Other)
https://openalex.org/W1550230601 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1496420574
  • https://openalex.org/W1784495066
  • https://openalex.org/W1976982219
  • https://openalex.org/W1988576020
  • https://openalex.org/W1997887502
  • https://openalex.org/W2000211892
  • https://openalex.org/W2001255644
  • https://openalex.org/W2015949626
  • https://openalex.org/W2033704256
  • https://openalex.org/W2034285706
  • https://openalex.org/W2055826272
  • https://openalex.org/W2086484472
  • https://openalex.org/W2088833470
  • https://openalex.org/W2097659338
  • https://openalex.org/W2114053580
  • https://openalex.org/W2138289716
  • https://openalex.org/W2626300643
  • https://openalex.org/W2751488984
  • https://openalex.org/W2799573969
  • https://openalex.org/W2898574740
  • https://openalex.org/W2909354337
  • https://openalex.org/W2944548763
  • https://openalex.org/W2957215936
  • https://openalex.org/W2964807261
  • https://openalex.org/W2989457840
  • https://openalex.org/W3000708312
  • https://openalex.org/W3012910346
  • https://openalex.org/W3047679210
  • https://openalex.org/W3085478616
  • https://openalex.org/W3201315067
  • https://openalex.org/W4210868140
  • https://openalex.org/W4220745424
  • https://openalex.org/W4220841782
  • https://openalex.org/W4234432457
  • https://openalex.org/W4253176286
  • https://openalex.org/W4377940171
  • https://openalex.org/W62504086
  • https://openalex.org/W780000104