Мина искатель схема. Металлоискатель своими руками: схемы, принципы работы и пошаговая инструкция по сборке

Мы смоделировали наш алгоритм, используя три различных типа датчиков: MD, GPR и мультисенсорное устройство на основе ИК-излучения. Мы провели разные эксперименты с данными из разных типов источников (металлических, низкометаллических и неметаллических), собранными разными датчиками в разное время. Некоторые экспериментальные результаты нашего алгоритма при использовании идентичных распределений данных и настроек выделены на рисунках 12–14. На рисунке 12 показаны относительные затраты на развертывание датчиков и соответствующие среднеквадратичные ошибки (RMSE) по показаниям при использовании одного типа датчика.Рисунки 13 (a) –13 (d) показывают влияние развертывания нескольких датчиков разных типов с течением времени. Для этих экспериментов предполагалось, что данные поступают от одного и того же интересующего объекта-источника. С течением времени развертывались разные наборы датчиков. Мы замечаем, что при использовании MD (на рисунке 13 (a)) RMSE сокращается до временных шагов, но с комбинацией MD, IR и GPR (на рисунке 13 (d)) объединенное RMSE из объединенных данных из этих Датчики уменьшены гораздо больше, чтобы вокруг. Наконец, рисунки 14 (a) –14 (c) иллюстрируют сравнение предлагаемых нами рыночных методов прогнозирования для агрегирования информации с двумя методами.Результаты показывают, что объединение информации, выполняемое с использованием нашей методики, снижает RMSE на 5–13% по сравнению с ранее изученным методом объединения данных о наземных минах с использованием теории Демпстера-Шафера [17] и на 3–8% с использованием метода объединения распределенных данных [54]. Мы также провели несколько экспериментов, чтобы проверить влияние различных параметров в нашей модели, и обнаружили, что использование комбинации различных датчиков в окружающей среде дает наилучшую точность для определения типа объекта.

5. Выводы и направления на будущее

В этой статье мы описали наш опыт работы с системой COMRADE для автономного обнаружения наземных мин с использованием нескольких роботов. Мы настроили робота Coroware Explorer с металлоискателем для обнаружения мин и провели с ним испытания на различных участках. Мы также рассмотрели различные аспекты обнаружения наземных мин, такие как поиск и охват нескольких роботов, распределение задач для нескольких роботов и слияние мультисенсорных данных с использованием различных алгоритмов и подтвердили наши результаты с использованием имитированных внутренних роботов Corobot.

В рамках будущей работы мы рассматриваем несколько направлений улучшения предлагаемых нами методов. Интеграция более широкого набора сенсорных устройств, таких как термодатчики, георадары и химические датчики, на открытых роботизированных платформах, а также проверка правильной комбинации датчиков для различных условий окружающей среды, таких как температура окружающей среды, солнечный свет, глубина залегания мин, — постоянная работа в нашей исследовать. Мы также изучаем способы улучшения нашего алгоритма покрытия путем обмена картами между роботами, планирования путей покрытия на основе ожидаемого получения информации о наземных минах и улучшенных методов объединения информации для объединения данных с нескольких датчиков.Наконец, мы также рассматриваем возможность использования воздушных роботов, чтобы помочь наземным роботам более разумно ориентироваться в окружающей среде. В целом, мы предполагаем, что наши исследования заложат основу для дальнейших исследований и распространения систем с несколькими роботами для обнаружения наземных мин, обнаружения ядерных источников, беспилотного поиска и спасания, служб экстренного реагирования и других приложений с высоким риском.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Проект COMRADES был поддержан Управлением военно-морских исследований США, грант No. N0001404.

Поиск золота | Как найти золото в США

На главную »Золото» Поиск золота в США

Переиздано из «Поиска золота в Соединенных Штатах»,

Жидкое золото: Золотая руда из эпитермального месторождения Олингхаус.Когда золото обнаруживается в породах, где оно кристаллизовалось, оно называется «жильными отложениями». Изображение USGS.

Множество наград за поиск золота

Любой, кто занимается поиском золота, надеется быть вознагражден блеском красок в тонком материале, собранном на дне кастрюли. Хотя физические упражнения и активный отдых на открытом воздухе полезны, есть немного острых ощущений, сравнимых с поиском золота. Даже отчет об анализе, показывающий заметное содержание золота в образце, взятом из залежи залежи, впечатляет.Тем не менее, потенциальный старатель, надеющийся на финансовую выгоду, должен тщательно рассмотреть все относящиеся к делу факты, прежде чем принимать решение о поисковом предприятии.

Немногие разведчики находят ценные месторождения золота

Только несколько старателей из многих тысяч, которые искали в западной части Соединенных Штатов, когда-либо нашли ценное месторождение. Большинство районов добычи золота на Западе были построены пионерами, многие из которых были опытными золотоискателями из южных Аппалачей, но даже в колониальные времена лишь небольшая часть искателей золота добивалась успеха.

Гидрогеохимическая разведка золота: Подземные воды, собранные из колодцев, источников и буровых скважин, могут дать ключ к разгадке наличия подземных залежей золота. Когда грунтовые воды проходят через месторождение, из горных пород выщелачиваются ничтожные количества золота. Иногда их можно обнаружить в пробах подземных вод, взятых из скважин, расположенных ниже уклона от месторождения. Изображение USGS.

В США ведутся крупные разведки

За последние несколько веков страна подверглась тщательным поискам изыскателей.Во время депрессии 1930-х годов старатели искали наиболее известные золотодобывающие районы по всей стране, особенно на Западе, а также малоизвестные районы. Результаты их деятельности никогда не были полностью задокументированы, но неполные записи показывают, что чрезвычайно небольшой процент от общего числа активных старателей обеспечивал себя добычей золота. Из немногих значительных открытий, о которых сообщалось, почти все были сделаны изыскателями с большим опытом, которые были знакомы с регионами, в которых они работали.

Золотое панорамирование стало проще: Гэри Смит, мойщик золота из Британской Колумбии с 40-летним опытом, демонстрирует свои методы панорамирования и дает советы. Больше видео с панорамированием золота.

Проспект, где золото было найдено до

Отсутствие выдающихся успехов, несмотря на резкое увеличение объемов разведки во время депрессии 1930-х годов, подтверждает мнение тех, кто наиболее знаком с месторождением золота и развитием золотодобывающих районов, о том, что наилучшие шансы на успех лежат в систематических исследованиях известные производственные районы, а не в попытках обнаружить золото в ранее непродуктивных областях.

Развитие новых, высокочувствительных и относительно недорогих методов обнаружения золота, однако, значительно увеличило возможность обнаружения месторождений золота с слишком низким содержанием золота, чтобы их мог раньше распознать изыскатель, используя только золотую чашу. Они могут быть достаточно большими, чтобы их можно было использовать с помощью современных горнодобывающих и металлургических технологий. На руднике Карлин около Карлина, штат Невада, золото добывали из крупного месторождения с низким содержанием золота, которое было открыто в 1965 году после завершения интенсивных научно-технических работ.Подобные исследования привели к открытию месторождения золота типа Карлин в каньоне Джерритт, штат Невада.

Золотое панорамирование стало проще: Гэри Смит, мойщик золота из Британской Колумбии с 40-летним опытом, демонстрирует свои методы панорамирования и дает советы. Больше видео с панорамированием золота.

ОБЪЯВЛЕНИЕ

Золотой земснаряд: Плавучий земснаряд, работающий недалеко от Фэрплея, Колорадо, в 1950 году.Подобные машины могут выкапывать сотни тонн осадка в день и обрабатывать его для удаления золота. Изображение USGS.

Было отработано много россыпных месторождений — дважды

Многие считают, что можно получать заработную плату или лучше, промывая золото в потоках Запада, особенно в регионах, где раньше процветала россыпная добыча. Однако большинство россыпных месторождений подвергались тщательной переработке как минимум дважды — сначала китайскими рабочими, которые прибыли вскоре после начальных периодов бума и извлекли золото из месторождений более низкого качества и хвостов, оставленных первыми горняками, а затем странствующими горняками во время периода экономического подъема. 1930-е гг.

Геологи и инженеры, которые систематически исследуют отдаленные районы страны, находят небольшие раскопки россыпей и старые разведочные карьеры, количество и широкое распространение которых подразумевает наличие нескольких, если таковые имеются, распознаваемых поверхностных признаков залежей металлов, которые не были замечены ранее шахтерами и изыскателями.

Сходящиеся границы плит представляют собой тектоническую структуру плит многих месторождений золота. Там магма, образованная плавлением нисходящей литосферы, поднимается в виде магматических очагов и кристаллизуется близко к поверхности.Золото в этих горячих средах часто растворяется в перегретой воде и уносится из магматического очага по разломам и трещинам. Температура воды рядом с магматическим очагом очень высока, но с увеличением расстояния падает. По мере того, как вода перемещается дальше от магматической камеры, золото начинает кристаллизоваться внутри трещины, образуя жильное месторождение золота. Изображение USGS.

Финансовые проблемы поиска золота

Тот, кто задумывается о поиске золота, должен понимать, что успешное предприятие не обязательно означает большую прибыль, даже если открытие превращается в добывающую шахту.Хотя цена на золото значительно выросла с 1967 года, когда была отменена фиксированная цена в 35 долларов за унцию, рост стоимости практически всех предметов снабжения и услуг, необходимых для геологоразведочных и горнодобывающих предприятий, сохранил маржу прибыли на умеренном уровне, особенно для оператор небольшой шахты. В целом, большие колебания цен на золото не редкость, тогда как инфляционное давление более устойчиво. Таким образом, производитель золота сталкивается с неопределенными экономическими проблемами и должен осознавать их влияние на его деятельность.

Карта конвергентной границы: Современная сходящаяся граница расположена вдоль тихоокеанской северо-западной части Соединенных Штатов и простирается на север вдоль побережья Канады. Вулканическая активность здесь создаст месторождения золота будущего. Золотые месторождения, добываемые сегодня, были произведены древней деятельностью на нынешних границах плит или древней деятельностью на границах, которые больше не действуют. Изображение USGS.

Знание законов и право собственности

Сегодняшний изыскатель должен определить, где разрешена разведка, и знать правила, согласно которым ему разрешается искать золото и другие металлы.Разрешение на владение землей в частной собственности должно быть получено от землевладельца. Определение права собственности на землю и ее местоположения, а также контакты с владельцем могут потребовать много времени, но это необходимо сделать до того, как можно будет начать поисковые работы.

Определение местоположения и площади государственных земель, открытых для входа полезных ископаемых для разведки и добычи, также требует много времени, но необходимо. Национальные парки, например, закрыты для разведки. Некоторые земли, находящиеся под юрисдикцией Лесной службы и Бюро землеустройства, могут быть допущены к разведке, но въезд регулируется набором правил и положений.Следующее заявление из брошюры, выпущенной в 1978 году Министерством внутренних дел США и озаглавленной «Заявка на добычу полезных ископаемых на федеральных землях», является ответом на вопрос «Где я могу вести разведку?»

«Есть еще районы, где вы можете вести разведку, и если будет обнаружен ценный, доступный минерал, вы можете заявить претензию. Эти районы в основном находятся на Аляске, Аризоне, Арканзасе, Калифорнии, Колорадо, Флориде, Айдахо, Луизиане. , Миссисипи, Монтана, Небраска, Невада, Нью-Мексико, Северная Дакота, Орегон, Южная Дакота, Юта, Вашингтон и Вайоминг.Такие районы в основном представляют собой незарезервированные, не присвоенные федеральные государственные земли, находящиеся в ведении Бюро землеустройства (BLM) Министерства внутренних дел США, и в национальных лесах, находящихся в ведении Лесной службы Министерства сельского хозяйства США. Государственные земельные записи в соответствующем государственном управлении BLM покажут вам, какие земли закрыты для доступа к минералам в соответствии с законами о добыче полезных ископаемых. Эти офисы постоянно обновляют таблички со статусом земли, которые доступны для ознакомления. BLM публикует серию карт владения землей и полезными ископаемыми, которые отображают общую структуру собственности на государственные земли.Эти карты можно приобрести в большинстве офисов BLM. Для конкретного участка земли рекомендуется проверить официальные земельные записи в соответствующем государственном управлении BLM ».

Колонковое бурение для добычи золота: Колонковое бурение массивного сульфидного месторождения Бенд, расположенного в районе Медфорд национального заповедника Чеквамегон, штат Мичиган. Это небольшое, богатое металлами сульфидное тело, расположенное в вулканических породах раннепротерозойского возраста. Минерализованный горизонт располагается под ледниковым покровом на глубине 100–120 футов и состоит из массивного пирита с различным количеством халькопирита, тетраэдрита-тенантита, борнита, арсенопирита, халькоцита и редких теллуридов золота и серебра.Изображение USGS.

Мелкие изыскатели и общая добыча золота

Успешная добыча золота в нынешних условиях — это крупномасштабная операция с использованием дорогостоящего и сложного оборудования, способного ежедневно обрабатывать много тонн руды с низким содержанием золота. Седоватый старатель с осликом больше не является значительным участником поисков месторождений полезных ископаемых, а на мелкий производитель приходится лишь незначительная доля от общего объема добычи металлов, включая золото.

Золотой керн в лаборатории: Керн, извлеченный из массивного сульфидного месторождения Бенд (см. Фото бурения выше), имел 3 дюйма в диаметре и был извлечен 10-футовыми секциями. Секции были извлечены из буровой штанги в пластиковые мешки и доставлены в лабораторию для тщательного изучения, отбора проб и анализа. USGS image.

Учеба, настойчивость и финансовая поддержка

Некоторый успех в поиске золота все еще остается для тех, кто выбирает благоприятные районы после тщательного изучения горных документов и геологии горных районов.Никто не должен предпринимать серьезных попыток разведки без достаточного капитала для поддержки длительной и, возможно, обескураживающей кампании предварительных работ. У потенциального искателя золота должно быть достаточно средств для поездок в регион и из региона, который он выбирает для поиска и поддержки предприятия. Он должен быть готов к физическим трудностям, иметь машину, способную путешествовать по самым трудным и крутым дорогам, и не унывать из-за повторяющихся разочарований. Даже если ценное открытие не будет найдено, предприятие будет интересным и трудным.

На руднике Fortitude в Неваде в период с 1984 по 1993 год было добыто около 2 миллионов унций золота. USGS image.

Общественная информация для золотоискателей

Местоположение важных золотодобывающих районов США показано в некоторых отчетах Геологической службы США, перечисленных в нижней части этой страницы. Также перечислены геологические исследования основных золотодобывающих государств, по которым можно получить дополнительную информацию.Информацию также можно получить в офисах по связям с государствами Горного бюро США, расположенных в столицах большинства штатов. Существует также большое количество книг о золоте для неспециалистов, в которых описываются месторождения золота и поиск золота.

Гидравлическая разработка россыпи на руднике Лост Чикен Хилл, недалеко от Чикена, Аляска. Шланг взрывает обнажение наносов, смывая песок, глину, гравий и частицы золота. Затем материал обрабатывается для удаления золота. Изображение USGS.

Геология россыпных отложений

Россыпные отложения — это скопления природного материала, накопившиеся в рыхлых отложениях русла ручья, пляжа или остаточных отложений. Золото, полученное в результате выветривания или других процессов из залежей залежей, вероятно, будет накапливаться в россыпных отложениях из-за своего веса и устойчивости к коррозии. Кроме того, характерный солнечно-желтый цвет делает его легко и быстро узнаваемым даже в очень небольших количествах.Золотая чаша или шахтерская чаша — это неглубокий сосуд из листового железа с наклонными сторонами и плоским дном, используемый для мытья золотосодержащего гравия или другого материала, содержащего тяжелые минералы. Процесс промывки материала в поддоне, называемый «отливкой», является самым простым и наиболее часто используемым и наименее дорогим методом для старателей отделить золото от ила, песка и гравия в отложениях ручья. Это утомительная, изнурительная работа, и только с практикой можно овладеть ею.

Россыпные месторождения Калифорнии

Многие россыпные районы Калифорнии были добыты в больших масштабах еще в середине 1950-х годов.В ручьях, истощающих богатый регион Матери-Лоде — Реки Перо, Мокелумне, Америка, Косумнес, Калаверас и Юба, а также в реке Тринити в северной Калифорнии, в гравии сконцентрировано значительное количество золота. Кроме того, россыпи, связанные с гравием, которые являются остатками ручьев от более старого цикла эрозии, встречаются в той же общей области.

Россыпные месторождения Аляски

Большая часть золота, добываемого на Аляске, была добыта из россыпей. Эти отложения широко распространены и встречаются вдоль многих крупных рек и их притоков.Некоторые песчаные пляжи океана также были продуктивными. Основным регионом добычи россыпей был бассейн реки Юкон, которая пересекает центральную часть Аляски. Дноуглубительные работы в районе Фэрбенкс были самыми продуктивными в штате. Береговые отложения в районе Ном в южно-центральной части полуострова Сьюард занимают второе место среди продуктивных россыпных месторождений Аляски. Другие высокопродуктивные россыпи были обнаружены в бассейне реки Медь и реки Кускоквим.

Россыпные месторождения Монтаны

В Монтане основные районы добычи россыпей находятся в юго-западной части штата.Самое продуктивное россыпное месторождение в штате было в Олдер-Галч около Вирджиния-Сити в округе Мэдисон. Другие важные россыпи находятся на реке Миссури в горнодобывающем районе Хелена. Знаменитый Ущелье Последнего Шанса — это место, где находится город Елена. Дальше на юг, в верховьях и притоках реки Миссури, есть много округов, особенно в округе Мэдисон, который занимает третье место по общему объему добычи золота в штате. Золото добывали во многих местах в верховьях Кларк-Форк реки Колумбия, особенно в окрестностях Бьютта.Однако добыча россыпей в районе Бьютт затмевается общим объемом производства побочного золота, извлеченного при разработке залежей меди, свинца и цинка.

Россыпные месторождения Айдахо

Айдахо когда-то был ведущим штатом по добыче россыпей. Одна из основных дноуглубительных работ находится в бассейне Бойсе, в нескольких милях к северо-востоку от Бойсе, в западно-центральной части штата. Другие россыпные месторождения расположены вдоль реки Салмон, реки Клируотер и ее притоков, особенно в Элк-Сити, Пирсе и Орофино.Чрезвычайно мелкозернистое (или «мучное») золото встречается в песчаных отложениях вдоль реки Снейк в южном Айдахо.

Россыпные месторождения Колорадо

Россыпей в Колорадо было добыто в районе Фэйрплей в округе Парк и в районе Брекенридж в округе Саммит. В обоих районах большие земснаряды использовались во время пика активности в 1930-х годах.

Россыпные месторождения Орегона

Наиболее важные горнодобывающие регионы Орегона находятся в северо-восточной части штата, где были обнаружены месторождения золота и россыпи.Россыпное золото встречается во многих ручьях, истощающих Голубые и Валловские горы. Один из самых продуктивных россыпных районов в этом районе находится в районе Самптера, в верховьях Паудер-Ривер. Сгоревшая река и ее притоки дали золото. Дальше на запад в долине реки Джон Дэй в течение многих лет ведется разработка россыпей (в частности, дноуглубительные работы). В юго-западном Орегоне притоки реки Роуг и соседние ручьи в горах Кламат были источниками россыпного золота.Среди основных производственных районов в этом регионе — район Гринбэк в округе Джозефин и округ Эпплгейт в округе Джексон.

Южная Дакота и Вашингтон

Незначительное количество россыпного золота было добыто в Южной Дакоте (регион Блэк-Хиллз, особенно в районе Дедвуда, и на Французском ручье, недалеко от Кастера) и в Вашингтоне (на реках Колумбия и Снейк и их притоках).

Невада, Аризона, Нью-Мексико

Помимо этих мест, россыпное золото встречается вдоль многих прерывистых и эфемерных потоков засушливых регионов Невады, Аризоны, Нью-Мексико и южной Калифорнии.Во многих из этих мест могут существовать большие запасы россыпного золота с низким содержанием, но отсутствие постоянного водоснабжения для традиционных операций по добыче россыпи требует использования дорогостоящих методов сухого или полусухого обогащения для извлечения золота.

Россыпные месторождения на востоке США

В восточных штатах небольшое количество золота было вымыто из некоторых ручьев, дренирующих восточный склон южных Аппалачей в Мэриленде, Вирджинии, Северной Каролине, Южной Каролине, Джорджии и Алабаме.Многие месторождения сапролита (разложившаяся несколько разложившаяся порода, лежащая на своем первоначальном месте) в этом районе также были добыты россыпными методами. Небольшие количества золота добывались россыпными методами в некоторых штатах Новой Англии. На Востоке могут быть обнаружены дополнительные россыпные месторождения, но поиски потребуют значительных затрат времени и денег. Месторождения, вероятно, будут низкосортными, трудно распознаваемыми и дорогостоящими для изучения и отбора проб. Более того, большая часть земли на Востоке находится в частной собственности, и разведка может проводиться только с предварительного разрешения и согласия землевладельца.

Золото Книги и принадлежности для мытья посуды

Лод Голд

Жидкое золото встречается в твердой породе, в которой оно было отложено.Области, которые могут содержать ценные залежи золота, были исследованы настолько тщательно, что неопытный старатель без достаточного капитала имеет мало шансов обнаружить новую залежь, достойную разработки. Большинство будущих открытий пригодных для использования руд золота, вероятно, будет результатом продолжающихся исследований в областях, которые, как известно, были продуктивными в прошлом. Районы, в которых могут быть возможны такие новые открытия золота, слишком многочисленны, чтобы их подробно перечислять в этой брошюре. Вот некоторые из известных районов: в Калифорнии районы Аллегани, Сьерра-Сити, Грасс-Вэлли и Невада-Сити, а также пояс Матери-Лод; в Колорадо, округах Крипл-Крик, Теллурайд, Сильвертон и Орей; в Неваде — округах Голдфилд, Тонопа и Комсток; в Южной Дакоте, ведущий район Блэк-Хиллз; а на Аляске — районы Джуно и Фэрбенкс.Месторождения в этих районах обычно представляют собой золото-кварцевые залежи.

Тщательно разведаны месторождения золота

Разведка залежей золота — не такая относительно простая задача, как раньше, потому что большинство обнажений или обнажений минерализованной породы были исследованы и взяты образцы. Сегодняшний старатель должен исследовать не только эти обнажения, но и обломки горных пород на отвалах и обнажения минерализованной породы в доступных горных выработках.

Неоткрытое золото тонкораспространено

Золото, если оно присутствует, может не быть видимым в породе, и его обнаружение будет зависеть от результатов лабораторных анализов. Обычно образцы от 3 до 5 фунтов типичной минерализованной породы отправляются в коммерческую аналитическую лабораторию или пробирный офис для анализа. Очевидно, что знание геологической природы месторождений золота и, в частности, горных пород и залежей в интересующей области поможет разведчику.

Найдите другие темы на Geology.com:

Разработка геномов коронавируса для разгадки истоков вспышки | Наука

В рамках длительной попытки выяснить, какие вирусы скрывают летучие мыши, исследователи в Китае исследуют один, временно захваченный в пещере в Гуандуне.

Автор: Джон Коэн, , 31 января 2020 г., 18:20

attaaaggtt tataccttcc caggtaacaa accaaccaac tttcgatctc ttgtagatct…

Эта цепочка очевидной тарабарщины совсем не похожа: это фрагмент последовательности ДНК вирусного патогена, получившего название нового коронавируса 2019 года (2019-nCoV), который подавляет Китай и пугает весь мир.Ученые публично делятся постоянно растущим числом полных последовательностей вируса от пациентов — 53, по последним подсчетам в базе данных Глобальной инициативы по обмену всеми данными о гриппе. Эти вирусные геномы интенсивно изучаются, чтобы попытаться понять происхождение 2019-nCoV и то, как он вписывается в генеалогическое древо родственных вирусов, обнаруженных у летучих мышей и других видов. Они также получили представление о том, как этот недавно обнаруженный вирус физически выглядит, как он меняется и как его можно остановить.

«Один из самых важных выводов [из вирусных последовательностей] заключается в том, что было однократное внедрение в организм человека, а затем распространение от человека к человеку», — говорит Тревор Бедфорд, специалист по биоинформатике из Вашингтонского университета и Исследовательского центра рака Фреда Хатчинсона Центр. Роль оптового рынка морепродуктов Хуанань в Ухане, Китай, в распространении 2019-nCoV остается неясной, хотя такое секвенирование в сочетании с отбором образцов рыночной среды на наличие вируса проясняет, что оно действительно сыграло важную раннюю роль в усилении вспышка.По словам большинства исследователей, вирусные последовательности также опровергают идею о том, что возбудитель пришел из института вирусологии в Ухане.

В целом, 2019-nCoV содержит около 29000 нуклеотидных оснований, на которых хранится книга генетических инструкций по производству вируса. Хотя это один из многих вирусов, гены которых представлены в форме РНК, ученые конвертируют вирусный геном в ДНК с основаниями, сокращенно называемыми A, T, C и G, для облегчения изучения. Многие анализы последовательностей 2019-nCoV уже появились в вирусологических исследованиях.org, nextstrain.org, серверы препринтов, такие как bioRxiv, и даже в рецензируемых журналах. Обмен последовательностями китайских исследователей позволил лабораториям общественного здравоохранения по всему миру разработать собственные средства диагностики вируса, который теперь был обнаружен в 18 других странах. (Новости Science о вспышке болезни можно найти здесь.)

Когда стала доступна первая последовательность 2019-nCoV, исследователи поместили ее в генеалогическое древо известных коронавирусов, которые многочисленны и инфицируют многие виды, и обнаружили, что она наиболее тесно связана с родственниками, обнаруженными у летучих мышей.Команда под руководством Ши Чжэн-Ли, специалиста по коронавирусу из Уханьского института вирусологии, сообщила 23 января на сайте bioRxiv, что последовательность 2019-nCoV на 96,2% похожа на вирус летучих мышей и на 79,5% похожа на коронавирус, вызывающий тяжелую острую болезнь. респираторный синдром (SARS) — заболевание, первоначальная вспышка которого также произошла в Китае более 15 лет назад. Но коронавирус SARS так же тесно связан с вирусами летучих мышей, и данные о последовательности убедительно доказывают, что он проник в людей от коронавируса в циветтах, которые отличались от вирусов SARS человека всего на 10 нуклеотидов.Это одна из причин, по которой многие ученые подозревают, что между летучими мышами и 2019-nCoV существует «промежуточный» вид-хозяин — или несколько.

Согласно анализу Бедфорда, последовательность коронавируса летучих мышей, выделенная командой Ши Чжэн-Ли и получившая название RaTG13, отличается от 2019-nCoV почти на 1100 нуклеотидов. На сайте nextstrain.org, соучредителем которого он является, Бедфорд создал генеалогические деревья коронавируса (пример ниже), которые включают последовательности летучих мышей, циветт, SARS и 2019-nCoV. (Деревья интерактивны — перетащив на них указатель мыши, можно легко увидеть различия и сходства между последовательностями.)

Проведенный Бедфордом анализ RaTG13 и 2019-nCoV предполагает, что два вируса имели общего предка 25-65 лет назад, оценка, к которой он пришел, объединив разницу в нуклеотидах между вирусами с предполагаемой частотой мутаций в других коронавирусах. Таким образом, вероятно, потребовались десятилетия, чтобы RaTG13-подобные вирусы мутировали в 2019-nCoV.

Ближневосточный респираторный синдром (MERS), еще одно заболевание человека, вызываемое коронавирусом, также имеет связь с вирусами летучих мышей.Но исследования убедительно доказали, что люди перескочили с верблюдов. А филогенетическое дерево из статьи Ши bioRxiv (ниже) позволяет легко увидеть связь верблюда-MERS.

Чем дольше вирус циркулирует в человеческой популяции, тем больше у него времени для развития мутаций, которые дифференцируют штаммы у инфицированных людей, и, учитывая, что последовательности 2019-nCoV, проанализированные на сегодняшний день, отличаются друг от друга не более чем на семь нуклеотидов, это говорит о том, что прыгнул в людей совсем недавно.Но остается загадкой, какое животное распространило вирус среди людей. «Существует очень большая серая зона между вирусами, обнаруженными у летучих мышей, и вирусом, который сейчас изолирован у людей», — говорит Винсент Мюнстер, вирусолог из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США, изучающий коронавирусы у летучих мышей, верблюдов и других видов.

Убедительные данные свидетельствуют о том, что рынок сыграл одну из первых ролей в распространении 2019-nCoV, но остается неясным, был ли он причиной вспышки. Многие из первоначально подтвержденных случаев 2019-нКоВ — 27 из первых 41 в одном отчете и 26 из 47 в другом — были связаны с рынком Ухани, но до 45%, включая самые ранние, не были.Это повышает вероятность того, что первоначальный прыжок в людей произошел где-то в другом месте.

По данным государственного информационного агентства «Синьхуа», «отбор проб окружающей среды» на рынке морепродуктов в Ухане обнаружил доказательства 2019-nCoV. Из 585 протестированных образцов 33 оказались положительными на 2019-nCoV, и все они относились к западной части огромного рынка, где продавались дикие животные. «Положительные тесты на влажном рынке чрезвычайно важны», — говорит Эдвард Холмс, биолог-эволюционист из Сиднейского университета, который сотрудничал с первой группой, которая публично выпустила последовательность 2019-nCoV.«Такой высокий уровень положительных результатов тестов может означать, что животные на рынке сыграли ключевую роль в появлении вируса».

Тем не менее, не было никаких препринтов или официальных научных отчетов об отборе проб, поэтому неясно, у каких животных был положительный результат, если таковые были. «До тех пор, пока вы не будете последовательно изолировать вирус от одного вида, будет действительно очень сложно определить, что является естественным хозяином», — говорит Кристиан Андерсен, биолог-эволюционист Scripps Research.

Одно из возможных объяснений путаницы в отношении того, где вирус впервые попал в людей, заключается в том, что на разных рынках продавалась партия недавно инфицированных животных. Или зараженный торговец животными мог передать вирус разным людям на разных рынках. Или, как предполагает Бедфорд, эти ранние случаи могли быть инфицированы вирусами, которые нелегко передавались и распространялись. «Было бы очень полезно получить хотя бы одну или две последовательности из рыночных данных [отбор проб окружающей среды], которые могли бы пролить свет на то, сколько зоонозов произошло и когда они произошли», — говорит Бедфорд.

Исследовательская группа отправила образцы фекалий и других тел от летучих мышей, которых они поймали в пещерах, в Уханьский институт вирусологии для поиска коронавирусов.

Ввиду отсутствия четких выводов о происхождении вспышки теории процветают, а некоторые из них оказались шаткими с научной точки зрения. Анализ последовательности, проведенный Вей Цзи из Пекинского университета и опубликованный в Интернете в журнале Journal of Medical Virology , получил широкое освещение в прессе, когда он предположил, что «змея является наиболее вероятным резервуаром среди диких животных для 2019-nCoV.Специалисты по секвенированию, однако, осудили это.

Теорий заговора тоже предостаточно. Сообщение CBC News о депортации канадским правительством китайских ученых, которые работали в лаборатории Виннипега, изучающей опасные патогены, было искажено в социальных сетях, чтобы предположить, что они были шпионами, которые контрабандой вывозили коронавирусы. Уханьский институт вирусологии, ведущая лаборатория в Китае, изучающая коронавирусы летучих мышей и человека, также подвергся критике. «Эксперты опровергают маргинальную теорию, связывающую коронавирус в Китае с исследованиями в области оружия», — гласил заголовок статьи The Washington Post , посвященной объекту.

Опасения по поводу института возникли еще до этой вспышки. Nature опубликовал в 2017 году статью о строительстве новой лаборатории уровня биобезопасности 4, в которую вошел молекулярный биолог Ричард Эбрайт из Университета Рутгерса, Пискатауэй, который выразил обеспокоенность по поводу случайных инфекций, которые, как он отметил, неоднократно происходили с сотрудниками лаборатории, работающими с SARS в Пекине. Эбрайт, который имеет долгую историю появления красных флажков в отношении исследований с опасными патогенами, также в 2015 году раскритиковал эксперимент, в котором были внесены изменения в вирус, похожий на атипичную пневмонию, циркулирующий у китайских летучих мышей, чтобы выяснить, может ли он вызывать заболевание у людей. .Ранее на этой неделе Эбрайт поставил под сомнение точность расчетов Бедфорда, согласно которым существует не менее 25 лет эволюционного расстояния между RaTG13 — вирусом, хранящимся в Уханьском институте вирусологии, — и 2019-nCoV, утверждая, что частота мутаций могла быть другой по мере его прохождения. через разных хозяев до людей. Эбрайт сообщает Science Insider, что данные о 2019-nCoV «согласуются с проникновением в человеческую популяцию как в результате стихийного бедствия или лабораторной аварии».

Ши не ответила на электронные письма от Science , но ее давний соратник, эколог Питер Дасзак из EcoHealth Alliance, отверг предположение Эбрайт.«Каждый раз, когда возникает новая болезнь, новый вирус, всплывает одна и та же история: это распространение или выброс агента или биоинженерного вируса», — говорит Дашак. «Это просто позор. Кажется, что люди не могут сопротивляться противоречиям и этим мифам, но это смотрит нам прямо в глаза. В дикой природе существует невероятное разнообразие вирусов, и мы только прикоснулись к нему поверхностно. В пределах этого разнообразия будут некоторые, которые могут заразить людей, а в этой группе будут некоторые, вызывающие болезни ».

Группа исследователей из Уханьского института вирусологии и EcoHealth Alliance заперла летучих мышей в пещерах по всему Китаю, например, в этой в Гуандуне, чтобы проверить их на наличие коронавирусов.

Группа Дашака и Ши в течение 8 лет отлавливала летучих мышей в пещерах по всему Китаю, чтобы взять образцы их фекалий и крови на вирусы. Он говорит, что они собрали образцы более 10 000 летучих мышей и 2 000 других видов. Они обнаружили около 500 новых коронавирусов, около 50 из которых относительно близки к вирусу атипичной пневмонии на генеалогическом древе, в том числе RaTG13 — он был выловлен из образца фекалий летучих мышей, который они собрали в 2013 году в пещере в Модзян в провинции Юньнань.«Мы не можем предположить, что только потому, что этот вирус из Юньнани имеет высокую идентичность последовательности с новым вирусом, который является источником», — говорит Дашак, отмечая, что была обнаружена лишь крошечная часть коронавирусов, заражающих летучих мышей. «Я ожидаю, что после того, как мы соберем пробы, пробы и пробы на юге Китая и в центральном Китае, мы обнаружим много других вирусов, и некоторые из них будут ближе [к 2019-nCoV]».

Это не просто «любопытный интерес», чтобы выяснить, что спровоцировало нынешнюю вспышку, — говорит Дашак.«Если мы не найдем источник, это может быть бушующая инфекция где-то на ферме, и как только эта вспышка прекратится, может возникнуть дальнейшее распространение, которое действительно трудно остановить. Но до сих пор неясно, каковы настоящие истоки этого ».

Связанные

jbaskauf / minesweeper: реализация мобильного приложения Android Minesweeper

Это Android-приложение Minesweeper является классным проектом компании Mobile Software Development (преподаватель Петер Эклер в AIT в Будапеште).Это реализация классической игры, оптимизированная для мобильных телефонов.

Характеристики

Это приложение реализует основные функции Minesweeper. Игровая доска — это настраиваемый вид, который реагирует на события касания пользователя и взаимодействует с базовым классом модели, чтобы отслеживать текущее состояние игры. Это позволяет пользователю открывать квадраты, отображая количество мин, окружающих этот квадрат. Когда пользователь нажимает на квадрат, вокруг которого нет мин, все квадраты вокруг него автоматически открываются.Если квадрат — это мина, он обнаруживает все мины на доске и показывает пользователю Snackbar, указывающий на то, что игра окончена.

Когда пользователь идентифицирует мину, он может пометить квадрат, переключив переключатель флажка и щелкнув квадрат, где находится мина. Количество флагов точно такое же, как и у мин, поэтому пользователь не может разместить больше флагов, если они закончатся. Пользователь не обязан ставить флажки на все мины (они все равно могут выиграть игру, если все не-минные квадраты открыты, а все квадраты мин по-прежнему закрыты).

Простой пользовательский интерфейс приложения позволяет пользователю легко анализировать текущее состояние игры, отмечать мины и перезапускать игру, если они проиграли. Кроме того, в базовом классе модели размеры доски и количество мин можно легко настроить, не влияя на общее функционирование приложения (но в настоящее время это невозможно изменить из пользовательского интерфейса).

Структура репо

Для простоты, только соответствующие файлы и каталоги (т.е.е. файлы, созданные или измененные мной, а не автоматически созданные Android Studio) включены в эту диаграмму.

  ├── README.md: Описание этого репозитория
│
└── Minesweeper / app: файлы проекта
    ├── src / main
    │ ├── java /.../ minesweeper: основные классы Kotlin для проекта
    │ │ ├── модель: MinesweeperModel.kt
    │ │ ├── ui: MinesweeperView.kt
    │ │ └── MainActivity.kt: класс Kotlin для основного Activity
    │ │
    │ ├── res: сопутствующие файлы ресурсов для проекта
    │ │ ├── drawable: XML-файлы для настраиваемой дорожки и ползунок для флажкового переключателя, настраиваемая кнопка перезапуска
    │ │ ├── layout: XML-файл для макета MainActivity
    │ │ └── значения: файлы xml для извлеченных строк и настроенных стилей.
    │ │
    │ └── AndroidManifest.xml: файл манифеста для приложения
    │
    └── сборка.gradle: файл gradle для модуля приложения
  

Будущие улучшения

Поскольку код можно легко изменить, чтобы изменить размер доски и количество мин, это приложение может быть изменено в будущем, чтобы включить несколько уровней или различные трудности с досками разных размеров.

Я хотел бы немного изменить способ случайной генерации мин, чтобы они размещались после первого щелчка пользователя. Это помешает пользователю каждый раз нажимать на мину на своем первом ходу, когда у него еще нет никаких подсказок относительно того, где могут быть спрятаны мины.

Я также хотел бы сделать это приложение адаптируемым к разным размерам экрана. В частности, макет экрана не оптимизирован для планшетов или альбомной ориентации.

Авторы

Джесси Баскауф

Ледяная шахта Coudersport — Coudersport, Пенсильвания

Летом 1894 года незадачливый искатель удачи прочесал склоны того, что сейчас является Ледяной горой, с помощью волшебного жезла, намереваясь найти сказочные месторождения серебра, которые, как он (по какой-то причине) полагали, были похоронены под ними.Когда волшебная палка наконец показала ему место, он принялся копать. Однако в отличие от того, как обычно разыгрывается этот тип сценария, он пришел не с пустыми руками.

Вместо этого он ударил в глубокую подземную шахту, причудливо полную льда.

Ледяная шахта Кудерспорт — интригующая и загадочная геологическая аномалия. Весной, когда тает остальная часть северного полушария, в этой пещере глубиной 40 футов начинает формироваться лед, объем которого увеличивается по мере того, как температура снаружи становится все более и более жаркой; Вы можете посетить его в жаркий летний день, встать за пределами шахты и почувствовать прохладный ветерок от льда, который образуется внутри скал.Затем осенью лед начинает таять, превращаясь в ничто в течение зимы, только для того, чтобы снова начать цикл, как только холод, наконец, начнет покидать воздух.

Динамика этого нелогичного процесса еще не до конца понятна, но преобладающая в настоящее время теория утверждает, что трещины в горных вершинах втягивают холодный воздух зимой, а затем вытесняют его летом. Благодаря случайному расположению этих трещин, процесс выталкивания направляет весь холодный зимний воздух в ледовую шахту Coudersport, где сверхохлажденная среда вытягивает влагу из влажного наружного воздуха, образуя лед.

По мере того, как в пещеру поступает воздух прошлой зимы, трещины заполняются теплым летним воздухом, который впоследствии будет выталкиваться в пещеру зимой, растапливая лед. Есть и другие подобные ледяные пещеры — особенно в других геологически подобных местах в Пенсильвании, Западной Вирджинии и Нью-Йорке, — но ледяная шахта Кудерспорт — самая большая такая пещера к востоку от Миссисипи.

Пещера фактически использовалась для хранения еды и других материалов вскоре после ее открытия, но с начала 20 века она была просто любопытной местной достопримечательностью.Сегодня смотровая площадка наверху Ледяной шахты позволяет посетителям заглянуть в странную ледяную шахту внизу. Температура постоянно отслеживается в течение года, и геологи в настоящее время изучают шахту, чтобы узнать больше о природных явлениях, происходящих в пещере.

Создайте систему подготовки учеников в своей церкви

Четыре года назад я столкнулся с жестокими фактами об обучении в нашей церкви. Мы добавляли новые группы. Мы даже подготавливали учеников. Однако нам не удалось создать систему подготовки учеников, которая делала бы воспроизводящих учеников.

Сотни воспроизводящих лидеров были разработаны с того болезненного момента. Наше движение по воспитанию учеников растет в геометрической прогрессии без какого-либо общественного давления. Пять ключевых усилий привели к изменениям. Я считаю, что каждый из них может быть реализован в вашем окружении.

Иисус повелел нам подготавливать учеников. Это основная миссия церкви. Чтобы отразить примат этого мандата, формулировка миссии нашей церкви представляет собой определение зрелого ученика (см. Диаграмму A).

У первой церкви, которой я служил, была очень широкая миссия. У меня не было полномочий или влияния, чтобы изменить это. Если вы оказались в такой ситуации, подумайте о том, чтобы использовать часть заявления о миссии вашей церкви, посвященную ученичеству, в качестве стартовой площадки для создания полезного заявления о миссии, которое определяет зрелого ученика для вашего отдела. Публичное определение зрелого ученика необходимо для построения системы подготовки учеников.

После того, как вы определили, как выглядит ученик, очень важно предоставить карту, которая поможет людям расти к зрелости (см. Диаграмму B).Наша церковь выделяет четыре фазы духовного развития: ищущий, верующий, последователь и лидер. Я считаю, что задача воспитателя учеников — помочь людям оценить их текущую фазу развития и дать им возможность сделать следующий шаг.

Честная оценка важна для здорового роста. Установка флажков рядом с практиками на каждом этапе была гораздо полезнее, чем определения. Люди склонны переоценивать свой прогресс. Например, мы считаем, что невозможно быть последователем, не читая регулярно Библию.Деятельность не гарантирует духовной зрелости, но ее отсутствие является хорошим показателем степени зрелости человека.

После определения фаз зрелости вы начинаете решать, какой опыт вы будете использовать на каждой фазе, чтобы подготовить людей к следующему шагу. Например, программа «Сделанные последователи» дает верующим возможность стать активными последователями. Leaders Made помогает последователям стать духовными влиятельными лицами.

Когда я впервые приехал в нашу церковь, подавляющее большинство наших людей застряли в фазе веры.Мы были великолепны в достижении заблудших. К сожалению, мы одинаково хорошо умели терять находки. Отсутствие подготовки к продвинутому духовному образованию мешало дальнейшему развитию. Добавление этого опыта привело к тому, что сотни верующих стали движимыми Духом миссионерами дома, на работе и на отдыхе. Если вы заинтересованы в использовании этих готовых решений, посетите веб-сайт schemelesmade.com.

Иисус лично не учил сотни людей.Вместо этого Иисус сделал учениками горстку людей, которые присоединились к Нему в построении движения ученика. Я считаю, что следовать примеру Иисуса очень важно. Как это переводится в современное ученичество?

Движение ученичества в Вестсайде [Семейная церковь] началось с одного ключевого решения: я перестал возглавлять небольшую группу. В течение четырех лет я руководил только группами продвинутого ученичества, которые были заполнены только людьми, которые руководили небольшими группами.

Сделать этот переход было простым решением, но осуществить переход было сложно.Я забочусь о людях. Я люблю инвестировать в их жизнь. Однако я обнаружил, что прямое инвестирование в 10 лидеров косвенно означает вложение в 100 человек. В это трудно поверить, но с тех пор, как я совершил этот переход, я лично выработал 100 лидеров. Поскольку многие из этих лидеров сами стали лидерами лидеров, косвенное прикосновение достигло тысяч. Я никогда не проводил больше трех или четырех часов в неделю, руководя этими группами. Умножение может произойти, когда вы больше не являетесь своей системой воспитания учеников.

Доступно множество формул для малых групп и ученичества. Я многому у них научился. Однако ничто не повлияло на наш процесс больше, чем пошаговое руководство Иисуса. Моим первым шагом после того, как я столкнулся с жестокими фактами, было признаться Иисусу в том, что я не способен развить необходимую систему ученичества. Я обязался сделать любой шаг, который Он сказал мне сделать, чтобы построить его. Послушание, а не интеллект, построило нашу систему подготовки учеников.

Вы можете воспроизвести только то, что вы есть. Ученики регулярно слышат от Бога через регулярное чтение Библии, ведение дневника, молитву и ответственность. Ученики регулярно оттачивают свои духовные дары во славу Бога. Если вы попытаетесь быть наставником, не будучи учеником, вы разочаруете себя и тех, кого связываете, чтобы вести.

Будь смелым! Иисус повелел нам подготавливать учеников. Иисус дал нам Свой Дух, чтобы дать нам силы делать это.Он дал нам Свою власть осуществить это. Опирайтесь на Его Дух. Утверждайте Его власть. Подчиняйтесь Его команде. Создайте в своей церкви систему подготовки учеников.

Брайан Фиппс служит пастором семейной церкви Вестсайда в качестве пастора «Следующие шаги», принося сильное лидерство и вкладывая средства в отстаивание духовного роста нашего собрания. Брайан имеет опыт основателя церквей, старшего пастора и пастора ученических и малых групп. Он получил степень бакалавра религии в Университете Южной Каролины, а также степень магистра богословия и М.А. в консультировании реформатской теологической семинарии в Орландо. У него и его жены Кэрол трое замечательных детей: Ханна, Сэмми и Калеб.

Характеристика микробиома и транскриптома дренажа кислых пород на участке Ely Copper Mine Superfund

Abstract

Микробное окисление сульфидов металлов играет важную роль в образовании дренажа кислых пород (ARD). Мы стремились широко охарактеризовать ARD в Ely Brook, который осушает участок Ely Copper Mine Superfund в Вермонте, США, используя метагеномику и метатранскриптомику для оценки метаболического потенциала и сезонной экологической роли микроорганизмов в воде и отложениях.Используя центрифугу против базы данных NCBI «nt», ~ 25% считываний в пробах донных отложений и воды были классифицированы как кислотоустойчивые Proteobacteria (61 ± 4%), принадлежащие к родам Pseudomonas (2,6–3,3%), Bradyrhizobium (1,7–4,1%) и Streptomyces (2,9–5,0%). Многие гены (12%) по-разному экспрессировались в зависимости от сезона и играли важную роль в круговороте железа, серы, углерода и азота. Наиболее распространенный РНК-транскрипт кодировал белок множественной лекарственной устойчивости Stp, а наиболее выраженные транскрипты, аннотированные KEGG, участвовали в метаболизме аминокислот.Кластеры биосинтетических генов, участвующие во вторичном метаболизме (BGC, 449), а также гены металлов (133) и устойчивости к антибиотикам (8501) были идентифицированы по всему набору данных. Несколько генов устойчивости к антибиотикам и металлам были совместно локализованы и коэкспрессированы с предполагаемыми BGC, что позволило понять защитную роль молекул, производимых BGC. Наше исследование показывает, что экологические стимулы, такие как концентрация металлов и сезонные колебания, могут побуждать таксоны ARD к производству новых биоактивных метаболитов.

Введение

В течение 19 ^-х и 20 ^-х веков горнодобывающая промышленность эксплуатировала медный пояс Вермонта в округе Ориндж (), после чего несколько медных рудников были заброшены и оставлены для накопления дренажа кислых пород (ARD) [1 ]. ARD — это сток кислой воды из горнодобывающих районов, содержащих породы, богатые сульфидами металлов. Когда сульфиды металлов подвергаются воздействию воды и кислорода, образуются ионы гидроксония и сульфат, снижающие pH воды. Токсичные уровни Cu, Fe, Zn и Pb, выщелачиваемые из богатых пирротином сульфидных месторождений типа Бесши [2], отрицательно сказались на качестве воды и водном биоразнообразии в медном поясе [3].Этот процесс дополнительно ускоряется присутствием ацидофильных, серных и / или железоокисляющих бактерий, которые быстро превращают нерастворимые сульфиды в растворимые сульфат-ионы и Fe ²⁺ в Fe ³⁺ , преобладающую растворимую форму железа кислый pH. Из-за загрязнения местных водотоков металлами и кислой водой, шахты в этом регионе были включены Агентством по охране окружающей среды (EPA) в Национальный список приоритетов Суперфонда.

Карта рудника Элизабет, Медного рудника Эли и Медного рудника Пайк-Хилл (отмечена звездами) [4].Кружками обозначены близлежащие города, а место проведения исследований Эли Брук (EB-90M) обозначено красной стрелкой. На изображениях справа показан участок исследования EB-90M 28 июля ^-го , 2017 и 14 января ^-го , 2018.

Микроорганизмы в загрязненной металлами среде развивают уникальные гены, придающие устойчивость к тяжелым металлам [5, 6] и / или антибиотики [7–9] для поддержания клеточного гомеостаза. Гены устойчивости к металлам (MRG), некоторые из которых устойчивы к антибиотикам на основе сходных механизмов действия [8], могут индуцировать биосинтез вторичных метаболитов для поглощения металлов.Например, Cupriavidus Metallidurans , первоначально выделенный из промышленного ила [10], устойчив как к тяжелым металлам, так и к антибиотикам, а также экспрессирует кластеры биосинтетических генов (BGC), участвующие в производстве различных вторичных метаболитов, включая Fe ^3+. -связывающий стафилоферрин В [11, 12]. Несколько биоактивных микробных природных продуктов были выделены из горнодобывающей среды [13], таких как беркелейлактон, сильнодействующие грибковые антибиотики, выделенные из богатой медью ямы Беркли в Бьютте, штат Монтана [14].MRG и гены устойчивости к антибиотикам также были идентифицированы в кластерах биосинтетических генов (BGC), предназначенных для вторичного метаболизма [15]. Таким образом, совместная кластеризация этих генов устойчивости может быть использована для биоразведки загрязненной металлами окружающей среды на предмет новых вторичных метаболитов и понимания факторов стресса, запускающих их производство, обеспечивая понимание их биоактивности.

Чтобы оценить способность ARD производить биоактивные вторичные метаболиты, мы охарактеризовали воду и отложения, связанные с ARD, на медном руднике Ely Copper Mine, принадлежащем Superfund.И вода, и отложения в этой шахте подверглись воздействию ARD (pH> 3) и высоким концентрациям металлов (например, до 1560 мкг / л Cu) [3]. В 2010 г. концентрации растворенной меди в воде и отложениях на медном руднике Эли превысили критерии здоровья водной среды в 45–222 и 7–40 раз, соответственно [3]. Таким образом, мы взяли пробы воды и донных отложений в ручье Эли, месте слияния чистой воды и вышележащих притоков, истощающих шахту [3], и использовали метагеномику дробовика и метатранскриптомику, чтобы охарактеризовать микробиом ARD, включая структуру и разнообразие сообществ, а также задействованные гены. во вторичном метаболизме, а также устойчивости к тяжелым металлам и антибиотикам.

Участки дренирования кислых пород, богатые медными хвостами, обычно населены ацидофильными микроорганизмами, окисляющими железо и серу, такими как виды Leptospirillum , Acidithiobacillus , Acidiphilium и Thiobacillus [16–18]. Основываясь на высокой кислотности и концентрациях металлов в ручье Эли [3], мы предположили, что аналогичные виды будут доминировать в ручье Эли. В этом исследовании мы стремились: 1) описать ацидофильных, окисляющих железо и серу хемолитоавтотрофов и гетеротрофов, которые, вероятно, доминируют в воде и отложениях в Эли-Брук, и 2) связать микробиом с активно экспрессируемыми генами, особенно теми, которые участвуют в транспорте металлов и производство биоактивных вторичных метаболитов в этой богатой металлами экстремальной среде.Образцы собирались летом и зимой, чтобы определить сезонные различия, которые влияют на динамику сообщества, а также на то, как стимулы окружающей среды влияют на экспрессию генов. Эта работа представляет собой первое метагеномное и метатранскриптомическое исследование микробиома кислой породы в пределах медного пояса Вермонта.

Материалы и методы

Место исследования и сбор образцов

28 июля ^-е , 2017 и 14 января ^-е , 2018, Эли-Брук (43 ° 55’9 ”северной широты, 72 ° 17’11” западной долготы) В 90 м выше устья ручья (ЕВ-90М) отбирали вместе с ненасыщенными наносами (глубиной 10 см) с берега.Пять образцов воды в EB-90M были профильтрованы через 0,22 мкм полиэтиленсульфоновые фильтры Sterivex-GP (MilliporeSigma; Сент-Луис, Миссури) с использованием варистальтического насоса для сбора ДНК для секвенирования и заморожены на сухом льду. Дополнительные пробы воды были собраны в аппаратах HPDE Packers (Thermofisher; Waltham, MA), а часть была отфильтрована и / или консервирована либо серной кислотой (для анализа органического углерода), либо азотной кислотой (для элементного анализа). Три образца осадка были также собраны в стерильные контейнеры и заморожены на сухом льду для экстракции РНК и ДНК.Осадок также собирался для элементного анализа, а физико-химические свойства образцов анализировались на месте или в лаборатории. Всего в июле и январе было отобрано 16 проб. См. Вспомогательную информацию (данные S1).

Экстракция ДНК и РНК, построение библиотеки, метагеномное и метатранскриптомное секвенирование

экстрагировали из воды (≥1 л) и образцов осадка (0,25 г) с использованием наборов DNeasy PowerWater Sterivex ^® и PowerSoil ^® для выделения ДНК ( Mo Bio Laboratories, Inc.; Carlsbad, CA) в соответствии с инструкциями производителя. РНК экстрагировали из осадка (2,0 г) с использованием набора для выделения общей РНК RNeasy PowerSoil ^® (Mo Bio Laboratories, Inc.; Карлсбад, Калифорния). Подготовка библиотеки и секвенирование были выполнены в Университете Иллинойса в Чикагском центре секвенирования (UICSQC). Подробную информацию об извлечении нуклеотидов и подготовке библиотеки, секвенировании и оценке качества можно найти во вспомогательной информации. Секвенирование библиотек ДНК и РНК проводили на высокопроизводительных наборах Illumina NextSeq500 и NextSeq500, соответственно, с считыванием парных концевых 150 оснований.

Таксономическая аннотация и количественная оценка

Считываний были сопоставлены с базой данных нуклеотидов NCBI (nt) с помощью центрифуги [19] с использованием нуклеотида BLAST (v2.2.29 +), сохраняя выравнивания не менее 500 п.н. и значение E <10 ^{— 4} [20, 21]. Таксономические аннотации для каждого фрагмента ДНК (пара считывания) были получены и суммированы по всем парам считывания для создания подсчетов на таксон. Алгоритм наименьшего общего предка (LCA) компании MEGAN (то есть инструмент blast2lca) [22] использовался для определения таксономической аннотации для каждой пары считывания, а таксономические сводки были созданы от суперкарлинга до уровней видов.Исходные подсчеты были нормализованы к дробным подсчетам относительной численности.

Дифференциальный анализ микробных таксономических сводок

Для оценки сезонных микробных различий таксономические сводки были разделены на следующие суперкоролевства (sk) и царства (k), соответственно: sk_Bacteria, sk_Archaea и k_Fungi. Редкие или редкие таксоны с общим числом последовательностей <1000 во всех образцах и десятью счетами в по крайней мере трех образцах были отфильтрованы из каждой таблицы «для конкретного царства». Перед фильтрацией данные были нормализованы к общему количеству последовательностей, а дифференциальный анализ каждой таксономической сводки проводился отдельно в edgeR [23].Дифференциальная статистика (log ₂ кратных изменений и p-значений) была рассчитана для каждого таксона, сравнивая сезон и тип выборки отдельно, используя необработанные подсчеты из таксономической аннотации и количественной оценки. Во всех случаях p-значения были скорректированы для множественного тестирования с использованием поправки на коэффициент ложного обнаружения (FDR) (q-значения) Бенджамини и Хохберга [24].

Метагеномная сборка и аннотация открытых рамок считывания

Метагеномная сборка была выполнена с использованием ассемблера Spades v3.11.1 [25] на необработанных данных Illumina считывает все образцы ДНК с указанным параметром множественной метагеномики «—мета». Если не указано иное, использовались параметры по умолчанию. Уровни покрытия оценивались путем сопоставления необработанных считываний Illumina с контигами с помощью BWA-MEM v0.7.15 [26] с использованием параметров по умолчанию и вычисления покрытия как числа выравниваемых считываний на контиг, умноженного на длину каждого считывания, деленную на длину контига. . Контиги были отфильтрованы так, чтобы иметь минимальную длину 1000 п.н., содержащие неповторяющиеся последовательности (энтропия Шеннона с двумя основаниями> 0.85), а также покрытие больше нуля (0) от независимого выравнивания необработанных чтений. Предполагаемая таксономическая аннотация была выполнена с использованием локального поиска blastn, v2.2.29 +, с параметрами по умолчанию для NCBI «nt», сохраняя выравнивания не менее 500 п.н. и значение E <10 ^-4 [20, 21]. Затем результаты анализа BLAST были обобщены с помощью инструмента blast2lca от MEGAN [22] с использованием параметров по умолчанию.

Prokka [27] был использован для обнаружения и аннотирования функциональных генов / открытых рамок считывания (ORF), присутствующих в контигах, с использованием параметра наиболее доминирующего царства, «бактерий».Полученный файл характеристик гена позже использовался при количественной оценке экспрессии гена. Предсказанная аминокислотная последовательность для каждой открытой рамки считывания была использована для определения аннотаций ортологии Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) (www.kegg.jp) [28, 29]. Прогнозируемые аминокислотные последовательности искали в базе данных Swiss-Prot [30] с использованием DIAMOND в режиме blastp [31]. KO-аннотации были определены для каждой прогнозируемой ORF консенсусным способом (т.е. согласование> 50% совпадающих ссылок) с использованием KOs, указанных в базе данных отображения идентификаторов Uniprot [32].Сводки KEGG более высокого уровня были также созданы для аннотаций путей и модулей KEGG, а также для уровней 1–3 BRITE.

Количественная оценка экспрессии ORF

Активная экспрессия гена в осадке была определена количественно путем сравнения количества транскриптов РНК по отношению к количеству ДНК из метагеномной сборки. Количественная информация для ORF, аннотированных Prokka, была определена путем сопоставления исходных считываний Illumina образцов ДНК и РНК с контигами с помощью BWA-MEM v0.7.15 [26] с использованием параметров по умолчанию -k 19, -w 100, -d 100, — г 1.5, -y 20, -c 500, -D 0.50, -W 0 и -m 50. Необработанные подсчеты чтения (т. Е. Уровни экспрессии) каждой ORF в каждом образце были количественно определены с использованием FeatureCounts [33] с использованием параметров по умолчанию, и файл характеристик гена (GFF) был создан во время аннотации контигов через Prokka. Гены были отфильтрованы, чтобы сохранить те, которые имели в общей сложности 100 отсчетов во всех образцах и имели не менее 10 отсчетов в трех или более образцах. Данные были нормализованы с использованием нормализации количества отсчетов на миллион с общим выровненным количеством отсчетов для каждого образца в качестве размера образца.

Что касается анализов KO, нормализованные подсчеты для каждого аннотированного KO были суммированы по всем аннотированным ORF, принадлежащим конкретному пути, модулю или категории BRITE. Сначала данные были отфильтрованы, чтобы сохранить отдельные KO с общим количеством ≥100 отсчетов по всем образцам и десятью отсчетами по крайней мере в трех образцах. Сводки по путям, модулям и BRITE были впоследствии отфильтрованы, чтобы иметь в общей сложности ≥1000 отсчетов последовательностей во всех образцах и десять отсчетов как минимум в трех образцах. Данные подсчета нокаутов были нормализованы с использованием количества отсчетов на миллион с общим выровненным отсчетом для каждого образца в качестве размера образца.

Статистическое сравнение микробных сообществ, ДНК и РНК

Альфа-разнообразие таксономических результатов, основанных на чтении, было оценено с помощью индекса разнообразия Шеннона [34] путем 1) уточнения таблиц для конкретных королевств до глубины на основе общего подсчета последовательностей, 2 ) создание таксономических обзоров для каждой таблицы с разреженными данными / подвыборками; 3) оценка каждого отчета отдельно; 4) проверка статистически значимых различий с помощью теста Краскела-Уоллиса [35]. Бета-разнообразие оценивали с помощью меры несходства Брея-Кертиса [36] с использованием параметров по умолчанию в R в веганской библиотеке [37].Перед анализом данные были преобразованы в log ₁₀ (x + 1), и полученные индексы несходства были смоделированы и проверены на значимость сезона с использованием теста Адониса. Тепловые карты и иерархические кластеры были созданы в Partek Flow v8.0 с использованием следующего, соответственно: 1) нормализованного количества таксонов из метагенома и предсказанных открытых рамок считывания (ORF) по образцам и 2) индекса евклидова несходства и метода среднего связывания с сгруппируйте аналогичные паттерны экспрессии и численность таксонов.

Дифференциальный анализ данных экспрессии ORF

Статистические данные дифференциальной экспрессии (log ₂ кратных изменений и p-значений) были вычислены для каждой ORF, аннотированной Prokka [27], Киотская энциклопедия генов и геномов (KEGG [28]; www.kegg.jp) и ортологию KEGG (KO) с использованием нормализованных данных подсчета ДНК (численность) и РНК (экспрессия) в осадках из каждой таксономической группы (т. е. бактерий, архей и грибов). Используя edgeR [38], данные выражения были подогнаны к линейной модели, предполагая отрицательное биномиальное распределение, которое включало сезон (т.е., зима по сравнению с летом), тип молекулы (т.е. РНК по сравнению с ДНК), а также взаимодействие сезона и типа молекулы (р-взаимодействие). Значимость определялась путем проведения парных сравнительных тестов сезона в пределах каждого типа данных и между ними, а значения p были скорректированы FDR [24]. P-взаимодействие ≤ 0,05 указывает на значительную дифференциальную экспрессию генов между сезонами, основанную на взаимодействии сезона и данных подсчета типов молекул, а не только на изменении сезона или типа молекулы. Затем данные были дополнительно отфильтрованы по скорректированному FDR-значению (значение РНК q-зима / лето) ≤ 0.05 связано с разницей между зимним и летним уровнями транскриптов РНК.

Увеличение или уменьшение количества транскриптов по сравнению с таксономически неаннотированной ДНК считалось дифференциально распространенным зимой или летом, соответственно, при соблюдении следующих критериев: значение p-взаимодействия было ≤0,05 с последующим q-winter / летнее значение РНК ≤ 0,05. Мы также определили дифференциальную экспрессию КО как увеличение или уменьшение экспрессии функции ортологичного гена по сравнению с количественным подсчетом последовательностей для соответствующих ортологов в зимних или летних образцах ДНК, соответственно, так что p-сезон ≤ 0.05. Строгое попарное значение p не использовалось в этом случае, чтобы получить представление об экспрессии генов всех путей KEGG. Однако значимо дифференциально экспрессируемые КО соответствовали следующим критериям: p-взаимодействие ≤ 0,05 в сочетании с q-зимней / летней РНК ≤ 0,05, соответственно.

Анализ генов, участвующих в биосинтезе природных продуктов, устойчивости к металлам и устойчивости к антибиотикам

Контиги были добыты для кластеров генов биосинтеза вторичных метаболитов (BGC) в бактериальной и грибковой версии antiSMASH 5.0 [39]. Для идентификации BGC использовались параметры по умолчанию и следующие функции: взрыв известного кластера, взрыв подкластера и средство поиска активных сайтов. Затем аннотированные BGC были отфильтрованы таким образом, чтобы было всего ≥100 отсчетов во всех выборках и ≥10 отсчетов как минимум в трех образцах. Необработанные подсчеты, соответствующие Prokka-аннотированным ORF относительно таковых для ДНК, затем фильтровали для определения дифференциальной экспрессии генов, так что р-взаимодействие с последующей q-зимней / летней РНК ≤ 0,05. База данных BacMet использовалась для добычи ДНК и РНК для экспериментально подтвержденных генов устойчивости к металлам (MRG) [40].Необработанные подсчеты ORF фильтровали таким же образом, как и BGC. Графики градиента были созданы в Partek Flow v8.0 для дифференциально экспрессируемых BGC и тех, которые совместно экспрессируются с MRG. Контиги также были добыты для генов устойчивости к антибиотикам, которые были в непосредственной близости или совместно локализованы с BGC, с использованием Antibiotic Resistant Target Seeker (ARTS) версии 2 [41] с использованием параметров по умолчанию. Были отобраны дублирование и близость БЦЖ, скрины моделей устойчивости и геномы, сопоставленные со следующими типами: актинобактерии и альфапротеобактерии.

Обмен данными и номера доступа нуклеотидов

Необработанные данные последовательности и файлы метаданных были представлены в Архиве чтения последовательностей Национального центра биотехнологической информации (идентификатор BioProject, PRJNA540505). Необработанные данные, использованные для всех анализов, были депонированы в Figshare; DOI: 10.6084 / m9.figshare.c.4864863. URL– https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863). См. Ссылку [42] для дополнительного анализа данных.

Результаты и обсуждение

Физико-химические характеристики

Физико-химические свойства всех образцов менялись в зависимости от сезона (таблица S1).Температура воды составляла -0,36 ° C в январе (зимой) и 16,4 ° C в июле (летом) при pH 3,86 и 3,59 соответственно. PH осадка был в пределах pH воды, но был более кислым зимой (pH 3,56), чем летом (pH 3,78), возможно, из-за того, как отложения накапливали протоны [43], снижая скорость их диссоциации. Несмотря на то, что среди образцов из разных сезонов были разные значения pH, необходимо собрать больше данных, чтобы оценить значимость этой разницы. Были измерены высокие окислительно-восстановительные потенциалы (423–451 мВ), что указывает на окисление воды EB-90M (в аэробных средах окислительно-восстановительные потенциалы ≥-100 мВ; [44]).Уровни сульфата в воде (95–126 мг / л) были в пределах рекомендованных EPA концентраций (<250 мг / л) и соответствовали предыдущим геологическим исследованиям Ely Brook [3], но ниже, чем те, о которых сообщалось в других исследованиях ARD [45]. Большинство питательных веществ, включая нитраты и нитриты (<0,02 мг / л), общий азот по Кьельдалю (<0,7 мг / л), а также химически активный и общий фосфор (<0,15 мг / л) в воде были ниже предела обнаружения. Низкие уровни общего и растворенного органического углерода (1,4–3,1 мг / л) также были обнаружены в воде, что характерно для ARD из-за конкуренции между видами и неспособности окружающей среды удерживать питательные вещества [46, 47].

Высокие концентрации металлов были обнаружены во всех пробах EB-90M. Самыми распространенными элементами в воде были Mg, Al и Fe (3,07–5,89 мг / л;), а количество общих и растворенных элементов было одинаковым во всех пробах воды. Кремнезем (SiO ₂ , 49%), Fe ₂ O ₃ (27%) и Al ₂ O ₃ (13%) были основными компонентами осадка (), что также подтверждается по высоким уровням Si, Al и Fe, обнаруженным с помощью ICAP-MS (). Весовой процент Fe и Al увеличился на 17% и 4%, соответственно, с тех пор, как Агентство по охране окружающей среды в последний раз проанализировало геохимические свойства донных отложений EB-90M в 2006 г. [4, 48], подчеркивая долгосрочное пагубное воздействие ARD на -рекомендованные сайты.

Таблица 1

Химический состав образцов.

Таблица 2

Химический состав осадка EB-90M в массовых процентах.

Разнообразие и состав микробного сообщества

Примерно 25% парных считываний из 11 из 16 образцов (S2 Table) были таксономически аннотированы с помощью Centrifuge, и 141 тип [42], включая типы кандидатов, был обнаружен во всех доменах. Данные из проб зимней воды были исключены, так как охват секвенированием был значительно ниже из-за низкого выхода ДНК. Все данные таксономической аннотации от Centrifuge доступны по адресу https: // doi.org / 10.6084 / m9.figshare.c.4864863 (FigShare 1). Из аннотированных таксонов бактерий доминировали во всем сообществе EB-90M, за ними следовали Eukaryota и Archaea (), соответственно, а также были обнаружены вирусы. Протеобактерии (50 ± 4%) были наиболее доминирующим филумом, за ним следуют актинобактерии (19 ± 4%), Chordata (7,6 ± 0,2%), неклассифицированные последовательности (19 ± 2%) и Streptophyta (3,4 ± 1%). Если рассматривать только микроорганизмы, Proteobacteria представляли 61 ± 4% сообщества, за которым следовали 23 ± 3% Actinobacteria ().Протеобактерии обычно доминируют над ARD [49, 50] из-за их метаболической пластичности [51], и они включают окислители железа и серы, которые растут в богатых металлами и менее ограничительных условиях pH. Аналогичным образом, актинобактерии были зарегистрированы в других средах ARD, включая 90 микробных сообществ в медных хвостохранилищах в провинции Аньхой, Китай [50, 52, 53]. И протеобактерии, и актинобактерии процветают в различных отложениях и выработали механизмы обитания в богатой металлами среде [54].

Сезонный профиль A) всех типов и B) микробных типов по всем образцам в EB-90M. Таксоны помечаются суперкольцом, за которым следует тип. «Другой» представляет типы, которые составляют менее 2% и 1% процентов данных для всех организмов и микроорганизмов, соответственно.

Показатели разнообразия Шеннона (H) таксонов были сходными для видов бактерий (H = 6,8–7,0), архей (H = 4,0–4,9) и грибов (H = 5,4–5,5) независимо от типа образца (S3 – S5). Таблицы) и указали на большее бактериальное разнообразие.Бета-разнообразие бактерий, архей и эукариот в образцах было значительным между летней водой и осадками (p <0,05). Однако не было значительных различий между отложениями из разных сезонов (таблицы S6 – S8). Неметрические графики многомерного масштабирования (NMDS) и анализ главных компонентов (PCA) ДНК в воде и отложениях также не показали четких различий на уровне родов между таксонами в зимних и летних отложениях [42]. Сезон объяснил 66–92% различий видов в отложениях, но значение p было равно 0.1 с альфа-уровнем 0,05 (таблицы S6 – S8). Таким образом, необходимо проанализировать больше образцов, чтобы подтвердить это несходство, поскольку сезон может влиять на таксономическое разнообразие ARD из-за изменений температуры, pH и концентраций металлов [55–57]. Тем не менее, бета-разнообразие организмов в летних отложениях и воде различается на всех таксономических уровнях (p <0,05) с большим разбросом (70–87%) в зависимости от типа образца (таблицы S9 – S11).

Pseudomonas (2,6–3,3%), Bradyrhizobium (1.7–4,1%) и Streptomyces (2,9–5,0%) были наиболее аннотированными родами микробов во всех выборках (). Хотя это и не согласуется с нашей гипотезой, кислотоустойчивые бактерии этих родов были изолированы из других шахт [17, 58–64], производя питательные вещества и опосредуя поток ионов металлов [65, 66]. Виды Leptospirillum , Acidithiobacillus , Acidiphilium и Thiobacillus также присутствовали в метагеноме, но в значительно меньшей численности (<0.7%). Учитывая, что не все чтения с парными концами были таксономически аннотированы, другие окислители серы и железа могут доминировать на этом сайте.

Относительная численность наиболее массовых родов архей (первые двенадцать), микробных эукариот (верхние одиннадцать) и вироидов / вирусов (верхние одиннадцать), а также 24 наиболее массовых родов бактерий на образец. Наиболее многочисленные таксоны в образце варьировались внутри каждой группы (археи, эукариоты, вироиды / вирусы и бактерии). Красный и синий обозначают соответственно высокую и низкую численность.Incertae sedis соответствует таксономической группе с неизвестными более широкими связями с другими таксонами.

Обилие большинства микроорганизмов в разные сезоны было разным. Например, из 1177 аннотированных родов бактерий 660 дифференциально представлены между сезонами (p-сезон <0,05). Данные для дифференциального анализа аннотированных бактерий, архей и грибов доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 2). Bradyrhizobium , азотфиксирующие эндофиты растений, были немного более многочисленными летом независимо от типа выборки (p-сезон <0.05). Археи также присутствовали, но в меньшем количестве, так как Euryarchaeota составляла 1,3 ± 0,03% наблюдаемых микробных типов (). Эвриархеи также были обнаружены в небольшом количестве в медном карьере Байинь в Китае [18]. Самым распространенным видом архей был « Candidatus Nitrosotalea», ацидофил, участвующий в нитрификации, окисляя аммиак до нитрита в кислых осадках [67]. Этот род также был более распространен летом независимо от типа выборки (). Из 93 аннотированных родов архей 55 были представлены по-разному между сезонами (p-сезон <0.05).

Chordata были наиболее многочисленным типом эукариот () в метагеноме EB-90M. В эукариотическом микробном сообществе грибы Ascomycota, за которыми следовали Basidiomycota, были наиболее многочисленными типами эукариот (). Наиболее представлены следующие роды: Aspergillus , Rhodotorula и Colletotrichum , причем Rhototorula немного более многочисленны летом (p-сезон <0,05) (). Аскомикоты были обнаружены на участках добычи [68], особенно в биопленках на руднике Ричмонд в Айрон-Маунтин [69–71], где гифы грибов обеспечивают поверхность для прикрепления симбионтов к пиритовым отложениям [72, 73].Кроме того, несколько типов были водорослями, населяющими ARD или богатую металлами среду (например, Bacillariophyta [74], Xanthophyceae [75] и Euglenida [76]). Однако все последующие анализы были сосредоточены на прокариотах и ​​грибах, самой большой популяции одноклеточных эукариот в этом наборе данных. Из 174 идентифицированных родов грибов 89 были представлены по-разному между сезонами (p-сезон <0,05).

Сезонная метаболическая и функциональная активность таксонов

Помимо сезонных колебаний среди таксонов, на EB-90M наблюдались значительные сезонные различия в экспрессии генов, основанные на относительной численности предсказанных ORF.PCA продемонстрировал однородные, но различные молекулярные фенотипы в зависимости от типа образца (ДНК) и сезона (ORF) [42]. Экспрессию активного гена в осадке количественно оценивали путем сравнения количества ORF, аннотированных Prokka (таблица S12), с количеством ДНК, использованной для сборки метагенома (таблица S13). Все дифференциально выраженные функционально аннотированные данные ORF доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 3). Приблизительно 104 772 из 296 476 генов достоверно дифференциально экспрессировались на основе p-взаимодействия ≤ 0.05. Многие предсказанные ORF (35037) имели значение p-взаимодействия и скорректированное на FDR p-значение (q-зимнее / летнее значение РНК) ≤ 0,05, что указывает на то, что несколько генов по-разному экспрессировались между сезонами, что согласуется с другими ARD. исследования, в которых было обнаружено, что физико-химические свойства влияют на экспрессию генов [77].

Предсказанные функции и относительное количество транскриптов РНК предоставили понимание роли таксонов, поскольку многие контиги не выровнялись с последовательностями NCBI «nt» в нашем конвейере таксономической аннотации на основе сборки.В будущем следует использовать дополнительные таксономические классификаторы для увеличения таксономических аннотаций функционально аннотированных генов. Большинство дифференциально распространенных транскриптов кодируют гипотетические белки. перечисляет первую десятку дифференциально экспрессируемых аннотированных генов между сезонами, а также их продуцирующие таксоны. Эти гены участвовали в метаболизме аминокислот и кофакторов, синтезе белков, транспорте, вирулентности [78], гомеостазе / организации клеточной стенки, метаболизме нуклеотидов, углеводов и липидов, передаче сигналов клеток и транскрипции, которые важны для выживания и, как сообщалось, в ARD [45, 49, 79].Интересно, что comEC , ген, участвующий в горизонтальном переносе генов (HGT), сильно экспрессировался зимой. ГПГ или поглощение ДНК через клеточные мембраны участвует в эволюции и адаптации видов, что в значительной степени определяется окружающей средой и составом сообщества [80] и, вероятно, играет важную роль в адаптации к этой суровой среде. Кроме того, большинство генов экспрессируется видами Bradyrhizobium , Streptomyces , Aromatoleum , Methylococcus и « Candidatus Solibacter», которые являются обычными для загрязненных сред [81–84].Самым распространенным геном во всем наборе данных, особенно зимой, был stp , кодирующий отток спектиномицин-тетрациклинового насоса, принадлежащий к суперсемейству основных фасилитаторов [85], который, как сообщается, экспрессируется в сточных водах Acidimicrobium [86]. Оттокные насосы способствуют детоксикации и гомеостазу клеток, и их экспрессия может быть запущена ионами тяжелых металлов, которых много в EB-90M (Таблицы и) [87, 88].

Таблица 3

Сезонная экспрессия генов.

9003

, экспорт макрокардиола 9003 900

	Функция белка, ген	Биологический процесс	Организм
Зима с высокой степенью экспрессии
	Трегалогидлоза / трегалоза 5905 биосинтез, вирулентность	Aromatoleum aromaticum
	тРНК-2-метилтио- N (6) -диметилаллиладенозинсинтаза, miaB	ТРНК метилирование	Устойчивость к антибиотикам	Methylococcus capsulatus
	Белок множественной лекарственной устойчивости, stp	Регуляция EF-tu, вирулентности, синтеза клеточной стенки и множественной лекарственной устойчивости	Acidimicrobium 900P27 X33890 d. пир офосфатаза, rdgB	Катаболизм пуриновых нуклеозидов
	Токсин, fitB	Вирулентность, стрессовая реакция
	Энамидаза Ena 33 Ena izium катаболизмS23321
	Белок оперона ComE, comEC	Компетентность для трансформации
	Предполагаемая сахарная трансфераза, epsL	Организация клеточной стенки
	Сенсор гистидин тинмо-сенсор Двухкомпонентная регуляторная система
	Недоэкспрессируется зимой
		Лейцин-, изолейцин-, валин-, треонин- и аланин-связывающий белок, braC	Транспорт аминокислот
6-оксоциклогекс-1-ен-1-карбонил-КоА гидролаза, bamA		Бензоил-КоА катаболизм
Предполагаемая фосфосерин фосфатаза 2, pspB 900 биосинтез 903 900 биосинтез 900 Белок синтеза коэнзима PQQ, pqqD		Cof актор биосинтеза
UDP-N-ацетил-D-глюкозамин 6-дегидрогеназа, wbpA		Организация клеточной стенки
Белок регуляции захвата железа, мех		Регуляция транскрипции Streptomyces avermitilis
Глицерофосфодиэфирфосфодиэстераза, glpQ		Глицерин и метаболизм липидов
ABC-транспортер пермеаза, ytrF1533 900-гидротранспортер, ytrF9033, 900-гидротранспортер, 900-гидротранспортер, 900-гидротрансфертер, 900-гидротрансфертер, 900-гидрат, 900 , aroQ		Биосинтез ароматических аминокислот
Симпортер сукцинат-ацетат / протон, satP		Транспортер захвата ацетата	Candidatus Solibacter usitatus является метагеномом и метатранскриптомом KEGG аннотировал 1 048 574 чтения кодирования белка с помощью КО, обеспечивая понимание экологической и метаболической роли активных таксонов в отложениях.Все аннотационные данные KEGG доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 4). Хотя функция большинства ORF была неизвестна, 442 447 аннотированных ORF были назначены на 6 997 KO, которые затем были назначены на пути KEGG, иерархии BRITE и модули. Справочные карты путей KEGG и справочные иерархии BRITE применимы к любому организму с помощью функциональных ортологов, определяемых числами K, которые могут использоваться для реконструкции путей из явно неполных наборов данных [89].Наиболее многочисленные РНК-транскрипты участвовали в иерархии и метаболизме BRITE [42]. Было идентифицировано четыреста пятнадцать метаболических путей, которые в основном участвуют в метаболизме углеводов, энергетическом метаболизме и метаболизме аминокислот, подобно ORF, идентифицированным Prokka в отложениях EB-90M, а также в других сайтах ARD [45, 90]. Из 6 997 КО, представляющих аннотированные ORF, 2532 были выражены по-разному между сезонами на основе p-значения, связанного со значимостью сезона (p-сезон) <0.05. Зимой некоторые из наиболее дифференциально экспрессируемых путей KEGG были связаны с перевариванием и абсорбцией белка, а также с биосинтезом феназина [42]. В то время как KOs могут принадлежать нескольким путям, модулям и иерархиям BRITE, большинство дифференциально экспрессируемых KOs были связаны с семействами белков: передачей сигналов и клеточными процессами (BRITE Level 2, 09183). Большинство уровней транскриптов снижалось зимой / повышалось летом, возможно, из-за летних температур, повышающих метаболические потребности сообщества, как показано на модельных биопленках ARD, выращенных при разных температурах [91].Несколько путей, включая те, которые участвуют в метаболизме серы (), азота и углерода (см. FigShare 5-6; https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863), были выражены по-разному (p-season < 0,05) [42]. Экспериментальное исследование этих ортологичных функций и отдельных генов необходимо для подтверждения уровня экспрессии генов в зависимости от сезона. Экспрессия гена метаболизма серы. Схема контрольных путей метаболизма серы KEGG (https: //www.kegg.jp / pathway / map00920) с градацией цвета, выделяющей аннотированную KEGG экспрессию гена, которая меняется от сезона к сезону. Синий и красный цвета обозначают уменьшение и увеличение количества транскриптов РНК зимой соответственно. Гены, которые не изменились, имеют светло-серый цвет, а необнаруженные гены — белые. Значительно дифференциально экспрессируемые гены отмечены звездочкой и соответствуют следующим критериям: p-взаимодействие ≤ 0,05 в сочетании с q-зимней / летней РНК ≤ 0,05 соответственно. Активно экспрессируемые гены, участвующие в круговороте железа и серы В то время как обычные окислители железа и серы не преобладали над EB-90M, несколько ORF из осадка EB-90M участвовали в круговороте железа и серы.Данные по экспрессии дифференциально экспрессируемых КО, участвующих в метаболизме железа и серы, доступны на https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 7-8). Были идентифицированы КО, связанные с ключевыми генами окисления и восстановления железа, такими как гены cox и mtr . Уникальные ORF (584), сопоставленные с КО, кодирующими генов coxABC (K02274, {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K02275», «term_id»: «188926»}} K02275 , и {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K02276», «term_id»: «188927»}} K02276), участвующие в окислении Fe 2+ , были немного более выражены в зима.Эти данные согласуются с присутствием в осадке восстановителей Fe 3+ , таких как виды Granulicella . Хотя всего 483 транскрипта участвовали в восстановлении Fe 3+ до Fe 2+ , в частности mtrCAB (K03585, K07670 и K07654), KO не экспрессировались дифференциально. Однако аннотированные Prokka ORF mtrCAB дифференциально экспрессировались летом. Некоторые ацидофилы восстанавливают железо в субоксических условиях [92], являются факультативными анаэробами (напр.g., Bradyrhizobium ), или обитают в бескислородных микрозонах в отложениях, где происходит биотическое восстановление Fe 3+ . Несколько организмов участвовали в круговороте серы, процессе, включающем перемещение серы между камнями, водой и организмами. показывает дифференциально экспрессируемые КО, связанные с путем метаболизма серы KEGG. KO (24 из 104) по-разному экспрессировались летом, особенно те, которые участвовали в диссимиляционных путях восстановления сульфата и окисления, таких как aprBA (68 ORF сопоставлены с {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K00394», «term_id»: «209811»}} K00394 и {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K00395», «term_id»: «209811 «}} K00395).Организмы, экспрессирующие эти гены, можно использовать для биоремедиации путем удаления избытка токсичного сульфата из окружающей среды с помощью этого обратимого пути [93]. Диссимиляционные пути генерируют энергию и либо производят сульфиды анаэробно, либо сульфат аэробно, тогда как ассимиляционные пути могут восстанавливать неорганический сульфат до сульфида для синтеза серосодержащих аминокислот и метаболитов в присутствии кислорода. КО, участвующие в ассимиляционном восстановлении сульфатов, такие как cysH (184 ORF, сопоставленные с {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K00390», «term_id»: «204729»}} K00390), дифференциально экспрессировались зимой.Семьдесят пять генов sox (т.е. soxAB ; {«type»: «entrez-nucleotide», «attrs»: {«text»: «K00301», «term_id»: «175763»}} K00301, {» type «:» entrez-нуклеотид «,» attrs «: {» text «:» K00302 «,» term_id «:» 48086 «}} K00302 и {» type «:» entrez-нуклеотид «,» attrs «: { «text»: «K00303», «term_id»: «13561»}} K00303) были вовлечены в окисление серы и по-разному выражались летом. sox гены окисляют тиосульфат, продукт растворения сульфида металла, до промежуточного сульфата для выработки энергии или уменьшения углерода.Таким образом, ген sox может быть экспрессирован у видов, которые процветают при более высоких температурах, поскольку другие переменные, такие как pH и уровни металлов, были одинаковыми между сезонами. В целом эти данные KO демонстрируют, что, хотя обычные окислители железа и серы не преобладали над EB-90M, организмы активно участвуют в круговороте железа и серы. Активно экспрессируемые гены, участвующие в метаболизме азота Обилие транскриптов, участвующих в метаболизме азота, согласуется с азотфиксирующими Bradyrhizobium , которые являются наиболее многочисленными таксонами микробов, обнаруженными на EB-90M.Данные по экспрессии всех КО, участвующих в метаболизме азота, доступны на https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 7-8). Виды Bradyrhizobium фиксируют азот в корневых клубеньках для роста растений, особенно в кислой [94] и богатой пиритом [63] почве. В летних отложениях виды Bradyrhizobium по-разному экспрессировали ген нитрогеназы nifH ({«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K02588», «term_id»: «192885»}} } K02588; 28 ORF), биомаркер азотфиксации, превращения молекулярного азота в аммиак [42].Учитывая, что субнабор РНК-транскриптов, аннотированный как nifH , не имеет таксономической аннотации, nifH может также экспрессироваться растениями, обнаруженными в нашем наборе данных, которым требуется больше азота для роста в это время года [95]. Аммиак также может быть получен из нитрата или ассимилирован путем восстановления нитрата. Ассимиляционные гены, такие как narB /1.7.7.2 ({«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K00367», «term_id»: «176442»}} K00367) и NR (K010534) (всего 52 ORF), которые превращают нитрат в нитрит, экспрессировались дифференциально [42].Транскриптов, кодирующих narB ({«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «K00367», «term_id»: «176442»}} K00367), зимой было значительно больше, тогда как кодирующих NR (K010534) летом были дифференциально многочисленны. Таким образом, отдельные микроорганизмы вместе с другими растениями, вероятно, регулируют уровень нитратов в отложениях между сезонами. Эта дифференциальная экспрессия может быть связана с обилием азотфиксирующих бактерий и обилием транскриптов, кодирующих nifH , что приводит к образованию избытка аммиака летом. Активно экспрессируемые гены, участвующие в углеродном метаболизме в фотосинтезирующих организмах Фиксация углерода может происходить через цикл Кальвина-Бенсона-Бассема у растений, водорослей и типов бактерий, таких как Cyanobacteria, Chlorobi, Proteobacteria, Firmicutes, Acidobacteria и Chloroflexi . Некоторые из этих бактериальных типов доминировали на EB-90M и снижали экспрессию ключевых генов в этом цикле, таких как rbcL и rbcS ( RuBisCo , 4.1.1.39 [42]), а также prkB ( 2.7.1.19 [42]) зимой, вероятно, из-за меньшего количества солнечного света [96]. Данные по экспрессии для всех КО, участвующих в фиксации углерода, доступны на https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 7-8). Летом было значительно больше транскриптов RuBisCo (144 ORF) и prkB (51 ORF), кодирующих ферменты, которые связывают диоксид углерода с рибулозо-1,5-бисфосфатом с образованием 3-фосфоглицерата и фосфорилируют рибулозу-5. -фосфат [97] соответственно. Другие пути фиксации углерода также были представлены в EB-90M ARD.Например, организмы экспрессируют гены восстановительной трикарбоновой кислоты, принадлежащие к пути C4-дикарбоновой кислоты [42], который превращает диоксид углерода в ацетил-КоА. ORF (271 из mdh , 1.1.1.82), кодирующие малатдегидрогеназу, фермент, который превращает оксалоацетат в малат в этом пути [42], были экспрессированы летом для преобразования оксалоацетата в глюкозу для получения энергии. Метаногены, прокариоты, которые восстанавливают углекислый газ с образованием метана, также были идентифицированы на основе экспрессии метаногенных генов mcrA [98] (пять ORF; K07451) и mcrB (11 ORF; K07452) в оба сезона. Вторичные метаболические пути Всего 1589 BGC были аннотированы antiSMASH 5.0 [39], но только 449 соответствовали критериям фильтрации [42]. Аннотации antiSMASH и связанные данные по экспрессии доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 9–10). Большинство BGC участвуют в биосинтезе нерибосомных пептидов (33%), за которыми следуют терпены (27%) (). Поскольку в этом наборе данных присутствуют актиномицеты, в частности, Streptomyces , которые являются продуктивными продуцентами вторичных метаболитов [99], мы ожидали найти BGC, предназначенные для вторичного метаболизма.Однако большинство BGC было обнаружено в контигах без таксономической аннотации. Подмножество BGC идентично тем, которые участвуют в производстве каротиноидов, анабаенопептин NZ 857 / ностамид A, ризомид A – C (цитотоксический [100]), ксенотетрапептид, n -ацилаланин, алкилрезорцин, 1-гептадецен, биказорнутин. (цитотоксический [101]), микромонолактам, геосмин и фомопсин (ингибитор полимеризации тубулина [102]). Эти данные согласуются с нашей гипотезой о том, что EB-90M может быть источником биоактивных метаболитов, поскольку в производстве биоактивных соединений участвуют BGC.Примечательно, что есть возможность найти больше, поскольку многие продукты BGC неизвестны. Процент генов, предназначенных для производства различных классов вторичных метаболитов. Пи-диаграмма аннотированных анти-SMASH BGC, участвующих в производстве вторичных метаболитов во всех образцах ДНК EB-90M (осадок и вода). Классы, составляющие менее 2% от 449 BGC, классифицируются как «Прочие». В наборах метатранскриптомных данных 65 из 449 транскриптов, кодирующих гены в BGC, были в разной степени многочисленны летом (39 генов), чем зимой (26 генов), в зависимости от p-взаимодействия и значений РНК q-winter / summer <0.05 (). Экспрессия гена фитоэнсинтазы, crtB , летом увеличивалась у одних организмов и снижалась у других (таблица S14), что позволяет предположить, что отдельные микроорганизмы могут изменять свой метаболизм в зависимости от наличия других таксонов и экологических факторов, требующих определенных метаболиты. В целом, летом было произведено больше аннотированных терпенов и нерибосомных пептидов. Сезонная экспрессия терпеновых BGC, терпен- и NRP-аннотированных BGC. Градиентный график, демонстрирующий экспрессию BGC в пробах отложений зимой (голубой) и летом (оранжевый).NRP, нерибосомальный пептид; ПК, поликетид. Все данные соответствовали следующим критериям: p-взаимодействие ≤ 0,05 с последующим q-зимним / летним РНК ≤ 0,05. Гены устойчивости к металлам (MRG) Из 285 экспериментально подтвержденных MRG в базе данных BacMet 133 были идентифицированы в метагеноме, что составляет 7021 уникальную ORF из 161984. Все данные аннотаций и выражений BacMet доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 11). Эти данные согласуются с нашей гипотезой, поскольку микроорганизмы, придающие устойчивость к металлам, обычно обнаруживаются при ARD для связывания или химического преобразования токсичных тяжелых металлов.Летом восемь из 133 генов BacMet не экспрессировались [42], а 719 из 7021 ORF дифференциально экспрессировались [42]. В основном транскрипты без таксономической аннотации и протеобактерии рода Burkholderia придают устойчивость к тяжелым металлам Cu, Cd, Co, Zn, Fe, Ag, Pb, Hg, As, Sb и Ni. Протеобактерии экспрессировали MRG в кислой среде [103–106] и были исследованы для биоремедиации загрязненной металлами среды с помощью оттока, биоабсорбции и преобразования металлов в менее токсичные формы [107].Некоторые из наиболее дифференциально экспрессируемых MRG были вовлечены в Cu ( dnaK ) [104], Cu / Te ( actP ) [108], Cd / Co / Zn / Cu ( czcA / B ; actP) [105, 109], Cu / Zn / As ( pstA ) [110, 111], Mn / Zn / Fe / Cd / Co ( mntH ) [112] и Zn ( zraR ) [113] сопротивление. Гены, относящиеся к устойчивости к As- и Sb-содержащим соединениям ( pgpA; acr3 ), экспрессировались по-разному, хотя Sb и As почти не определялись (). Основываясь на большом количестве генов без функциональной аннотации, в EB-90M, вероятно, существует больше белков с уникальными механизмами и свойствами связывания металлов. Механизмы устойчивости и вторичный метаболизм Богатые металлами среды отбирают для MRG, а также совместно отбирают гены устойчивости к антибиотикам на основе сходных генетических механизмов [8]. Эти гены устойчивости могут быть использованы для биоразведки загрязненной металлами окружающей среды на предмет новой химии и биологической активности. Стратегии определения приоритетов BGC, продуцирующих антибиотики, основаны на обнаружении BGC, содержащих дублированные основные гены, гены устойчивости или генетические доказательства HGT [114]. Кроме того, существуют MRG, кодирующие белки (например,g., переносчики семейства резистентность-клубенько-деление, такие как CzcA), которые катализируют отток антибиотиков и химиотерапевтических средств [115], и подмножество также функционируют как гены устойчивости к антибиотикам, которые можно использовать для поиска новых биологически активных соединений [114]. Используя веб-сервер ARTS [41], платформу, которая определяет приоритетность антибиотиков BGC на основе этих гипотез, ряда основных (6358–8289) и дублированных (5595–7395) генов, а также известных моделей устойчивости (8501), аннотированы преимущественно резистентность к биотин-липоильным доменам (1585 из 8501) [42].Данные аннотации ART доступны по адресу https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4864863 (FigShare 12). Некоторые дублированные гены совместно локализованы с BGC, в основном (5–12 из 258–325) сигма-фактор 70 РНК-полимеразы и триггерный фактор, демонстрируя потенциал микробиома ARD как источника антибиотиков. MRG могут колокализоваться с BGC и играть роль в устойчивости к антибиотикам [116]. Мы идентифицировали шесть BGC, которые колокализовались с BacMet-аннотированными MRG на контигах () [42]. показывает совместную локализацию и коэкспрессию гена транспорта фосфата pitA с аннотированным гомосериновым лактоном нерибосомным пептидом BGC летом ().PitA переносит фосфат вместе с другими катионами, такими как ионы токсичных металлов [117], и может по-разному экспрессироваться летом в ответ на избыток фосфата или металла. Избыточные ионы металлов могут запускать производство вторичных метаболитов, таких как металл-связывающие лактоны гомосерина [100] или нерибосомные пептиды, называемые сидерофорами [118]. Cu- и Zn-экспрессируемый ген устойчивости к антибиотикам mdtA , кодирующий слитый с мембраной белок комплексного множественного лекарственного оттока MdtABC, также колокализуется и коэкспрессируется с геном поликетидсинтазы, ppsE [42].Оба гена по-разному экспрессировались летом; однако и MRG, и BGC не соответствовали q-зимней / летней РНК ≤ 0,05 для, но они встречали РНК p-зима / лето ≤ 0,05 [42]. Подмножеством ARTS-аннотированных генов устойчивости также были MRG (т.е. металлопептидазы, HflB [119] и RseP [120]), которые совместно локализовались с BGC. Таким образом, совместная локализация и коэкспрессия MRG и BGC могут быть использованы для определения приоритета антибиотик-продуцирующих BGC (например, ppsE ) и поиска новых регуляторных механизмов вторичного метаболизма. Колокализация и коэкспрессия генов устойчивости к металлам и вторичных метаболитов. Градиентный график дифференциальной коэкспрессии pitA , MRG, кодирующего транспортный белок с захватом фосфата, с аннотированными генами, участвующими в биосинтезе вторичного метаболита, гомосеринового лактон-нерибосомного пептида в контиге 4689 (длиной 20406 нуклеотидов) , летом (оранжевый) и зимой (синий). Все данные соответствовали следующим критериям: р-взаимодействие ≤ 0,05 в сочетании с РНК q-зима / лето ≤ 0.05 соответственно. Положения нуклеотидов в контиге показаны в скобках. Дополнительная информация S1 Таблица Геохимия водных проб. Физико-химические характеристики проб воды, отобранных 28 июля 2017 г. и 14 января 2018 г. на ЭБ-90М. Значения со стандартными ошибками представляют собой среднее значение трех различных образцов, собранных в один и тот же день. N / A означает, что эти параметры не измерялись. (DOCX) S2 Таблица Аннотация необработанных чтений. Обработка данных последовательности с аннотированной таксономией. Никакие последовательности не были обрезаны. Сделанные аннотации исключают неклассифицированные или неназначенные типы, роды, виды и гены. (DOCX) S3 Таблица Альфа-разнообразие бактериальных таксонов в летней воде и донных отложениях. Индексы разнообразия Шеннона, оценивающие альфа-разнообразие бактериальных таксонов в июльских и январских пробах донных отложений и июльских пробах воды. (DOCX) S4 Таблица Альфа-разнообразие таксонов архей в летних водах и отложениях. Индексы разнообразия Шеннона, оценивающие альфа-разнообразие таксонов архей в июльских и январских пробах отложений и июльских пробах воды. (DOCX) S5 Таблица Альфа-разнообразие таксонов бактерий, архей и грибов в летних водах и отложениях. Индексы разнообразия Шеннона, оценивающие альфа-разнообразие таксонов грибов в июльских и январских пробах отложений и июльских пробах воды. (DOCX) S6 Таблица Анализ альфа-разнообразия бактериальных таксонов в пробах донных отложений и бета-разнообразия во всех пробах отложений. Анализ альфа-разнообразия бактериальных таксонов в пробах донных отложений, а также анализ бета-разнообразия во всех пробах отложений на разных уровнях аннотации. Индекс разнообразия Шеннона был определен для оценки альфа-разнообразия, а анализы ADONIS и ANOSIM использовались для определения бета-разнообразия среди донных отложений с января 2018 года по сравнению с июлем 2017 года. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0,001. (DOCX) S7 Таблица Анализ альфа-разнообразия таксонов архей в пробах отложений и бета-разнообразия во всех пробах отложений. Анализ альфа-разнообразия таксонов архей в пробах отложений, а также анализ бета-разнообразия во всех пробах отложений на разных уровнях аннотации. Индекс разнообразия Шеннона был определен для оценки альфа-разнообразия, а анализы ADONIS и ANOSIM использовались для определения бета-разнообразия среди донных отложений с января 2018 года по сравнению с июлем 2017 года. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0,001. (DOCX) S8 Таблица Анализ альфа-разнообразия грибковых таксонов в пробах донных отложений и бета-разнообразия во всех пробах отложений. Анализ альфа-разнообразия таксонов грибов в пробах донных отложений, а также анализ бета-разнообразия во всех пробах отложений на разных уровнях аннотации. Индекс разнообразия Шеннона был определен для оценки альфа-разнообразия, а анализы ADONIS и ANOSIM использовались для определения бета-разнообразия среди донных отложений с января 2018 года по сравнению с июлем 2017 года. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0,001. (DOCX) S9 Таблица Анализ альфа-разнообразия и бета-разнообразия бактериальных таксонов в летних пробах воды и донных отложений и между ними, соответственно. Анализ альфа-разнообразия бактерий, а также анализ бета-разнообразия для всех летних проб (т.е. воды и донных отложений) на разных уровнях аннотации. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0,001. (DOCX) S10 Таблица Анализ альфа-разнообразия и бета-разнообразия таксонов архей в летних пробах воды и донных отложений и между ними, соответственно. Анализ альфа-разнообразия архей, а также анализ бета-разнообразия по всем летним образцам (т.е., вода и осадок) на разных уровнях аннотации. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0,001. (DOCX) S11 Таблица Анализ альфа-разнообразия и бета-разнообразия грибных таксонов в летних пробах воды и донных отложений и между ними, соответственно. Анализ альфа-разнообразия грибов, а также анализ бета-разнообразия для всех летних проб (т.е. воды и донных отложений) на разных уровнях аннотации. Значимость * ≤ 0,05, ** ≤ 0,01, *** ≤ 0.001. (DOCX) S12 Таблица Сводка генов, аннотированных Prokka. Резюме аннотированных Prokka генов в пробах воды и донных отложений. Все образцы имели 0 генов, которые не были назначены из-за множественного картирования, дупликации, несоединений, вторичной структуры, химер, длины фрагментов и качества картирования. (DOCX) S13 Таблица Согласование необработанных чтений с метагеномной сборкой. Статистика согласования необработанных считываний (т.е. ДНК и РНК) с метагеномной сборкой в ​​образцах воды и донных отложений. (DOCX) S14 Таблица Экспрессия гена фитоинсинтазы crtB. Таксоны с избыточной или недостаточной экспрессией различных генов фитоинсинтазы crtB с соответствующими изменениями в логарифмическом масштабе и p-значениями взаимодействия (Тип: Сезон). Похожие записи 31.08.2023 0 Микросхема 358: подробный обзор, применение и характеристики операционного усилителя 30.08.2023 0 Радиозвонок схема. Радиозвонок своими руками: схемы, устройство и монтаж беспроводного дверного звонка 29.08.2023 0 Электросхема ваз 2105 инжектор. Электросхема ВАЗ 2105: особенности, устройство и основные неисправности Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт