Evaluation of a Nanopore Sequencing Strategy on Bacterial Communities From Marine Sediments
Evaluation of a Nanopore Sequencing Strategy on Bacterial Communities From Marine Sediments
Alice Lemoinne, Guillaume Dirberg, Myriam Georges & Tony Robinet. 2024. Evaluation of a Nanopore Sequencing Strategy on Bacterial Communities From Marine Sediments. Environmental DNA, 2024. 6:e70009. Doi : https://doi.org/10.1002/edn3.70009
Evaluation de la stratégie de séquençage Nanopore sur les communautés bactériennes de sédiments marins
À la suite du développement de séquenceurs d'ADN à haut débit, les communautés procaryotes environnementales ont généralement été décrites par métabarcodage sur de courts marqueurs du domaine 16S. Parmi les séquenceurs de troisième génération, qui ont offert la possibilité de séquencer l'intégralité du domaine 16S, le MinION portable d'Oxford Nanopore a été sous-estimé pour le métabarcodage en raison de son taux d'erreur relativement plus élevé par lecture. Ici, nous illustrons les limites et les avantages des dispositifs de séquençage Nanopore en comparant la structure de communauté procaryote dans une communauté factice et dans 52 échantillons de sédiments provenant de sites de mangrove, inférée à partir de lectures longues d’ADN ribosomal 16S complet (16S-FL, environ 1,5 kbp) sur un appareil MinION, avec celles inférées à partir de lectures courtes de 16S partiel (16S-V4V5, environ 0,4 kbp) sur Illumina MiSeq. Les lectures 16S-V4V5 et 16S-FL ont récupéré toutes les espèces bactériennes de la communauté factice, mais les lectures longues Nanopore ont surestimé la diversité (56 espèces contre 15). Qu’ils soient artefactuels ou non, ces taxons supplémentaires ne représentaient qu'environ 10 % des séquences lues. Pour les échantillons de sédiments, avec une raréfaction des lectures basées sur la couverture et après filtrage des singletons, les tests de Mantel et de Procruste ont montré que les structures des communautés bactériennes inférées à partir de 16S-V4V5 et 16S-FL étaient significativement similaires, avec un contraste comparable entre les sites et une orientation cohérente mer-terre au sein des sites. Dans notre ensemble de données, 84,7 % et 98,8 % des séquences lues assignées de 16S-V4V5 étaient strictement assignées aux mêmes espèces et genres, respectivement, que ceux détectés par les séquences 16S-FL sur MinION. 16S-FL a détecté 92,2 % des 309 familles et 87,7 % des 448 genres aussi détectés par le 16S-V4V5. 16S-FL a enregistré 973 espèces supplémentaires et 392 genres non détectés par 16S-V4V5 (31,5 % et 10,4 % des lectures 16S-FL, respectivement, dont 67,8 % et 79,3 % ont été assignés), produits par des spécificités d’amorces différentes et des taux d'erreur variés. Ainsi, nos résultats concluent à une similitude générale entre les stratégies de séquençage 16S-V4V5 et 16S-FL pour ce type d'échantillons environnementaux.
Contact BOREA : Tony Robinet, tony.robinet@mnhn.fr
Evaluation de la stratégie de séquençage Nanopore sur les communautés bactériennes de sédiments marins
À la suite du développement de séquenceurs d'ADN à haut débit, les communautés procaryotes environnementales ont généralement été décrites par métabarcodage sur de courts marqueurs du domaine 16S. Parmi les séquenceurs de troisième génération, qui ont offert la possibilité de séquencer l'intégralité du domaine 16S, le MinION portable d'Oxford Nanopore a été sous-estimé pour le métabarcodage en raison de son taux d'erreur relativement plus élevé par lecture. Ici, nous illustrons les limites et les avantages des dispositifs de séquençage Nanopore en comparant la structure de communauté procaryote dans une communauté factice et dans 52 échantillons de sédiments provenant de sites de mangrove, inférée à partir de lectures longues d’ADN ribosomal 16S complet (16S-FL, environ 1,5 kbp) sur un appareil MinION, avec celles inférées à partir de lectures courtes de 16S partiel (16S-V4V5, environ 0,4 kbp) sur Illumina MiSeq. Les lectures 16S-V4V5 et 16S-FL ont récupéré toutes les espèces bactériennes de la communauté factice, mais les lectures longues Nanopore ont surestimé la diversité (56 espèces contre 15). Qu’ils soient artefactuels ou non, ces taxons supplémentaires ne représentaient qu'environ 10 % des séquences lues. Pour les échantillons de sédiments, avec une raréfaction des lectures basées sur la couverture et après filtrage des singletons, les tests de Mantel et de Procruste ont montré que les structures des communautés bactériennes inférées à partir de 16S-V4V5 et 16S-FL étaient significativement similaires, avec un contraste comparable entre les sites et une orientation cohérente mer-terre au sein des sites. Dans notre ensemble de données, 84,7 % et 98,8 % des séquences lues assignées de 16S-V4V5 étaient strictement assignées aux mêmes espèces et genres, respectivement, que ceux détectés par les séquences 16S-FL sur MinION. 16S-FL a détecté 92,2 % des 309 familles et 87,7 % des 448 genres aussi détectés par le 16S-V4V5. 16S-FL a enregistré 973 espèces supplémentaires et 392 genres non détectés par 16S-V4V5 (31,5 % et 10,4 % des lectures 16S-FL, respectivement, dont 67,8 % et 79,3 % ont été assignés), produits par des spécificités d’amorces différentes et des taux d'erreur variés. Ainsi, nos résultats concluent à une similitude générale entre les stratégies de séquençage 16S-V4V5 et 16S-FL pour ce type d'échantillons environnementaux.
Contact BOREA : Tony Robinet, tony.robinet@mnhn.fr
Tony ROBINET
MNHN Concarneau marine station
Assistant professor
SOMAQUA
The French National Museum of Natural History (MNHN)
Published on 06 Nov 2024
Updated on 07 Dec 2024