北海のHelgoland Roadsの小さな原生生物の春の群集動態は、急速な継代によって駆動されている

Rapid succession drives spring community dynamics of small protists at Helgoland Roads, North Sea.

• Laura Käse
• Alexandra C Kraberg
• Katja Metfies
• Stefan Neuhaus
• Pim A A Sprong
• Bernhard M Fuchs
• Maarten Boersma
• Karen H Wiltshire

抄録

珪藻類と渦鞭毛藻の動態は、ヘルゴランドロード長期生態研究サイトで何十年にもわたってモニターされており、比較的よく理解されている。一方、小型の真核微生物は、その大きさが小さく、均一な形態をしているため、顕微鏡での同定が困難であることが主な理由で、小型の真核微生物とその群集の変化はまだ捉えどころがない。次世代シーケンシングを用いて、春のブルーム時のヘルゴランドのナノプランクトンやピコプランクトンを含むプランクトンの群集動態に光を当てたいと考えた。2016年3月から5月にかけてサンプルを採取し、18S rDNAのV4領域のシークエンスを行った。その結果、混成栄養と従属栄養の分類群が、自己栄養の珪藻類よりも豊富であることが示された。その結果、二枚鞭毛藻類が圧倒的に多く、Haptophyta, Choanoflagellata, Marine Stramenopiles, Syndinialesなどの小型真核微生物が同定された。サンプリング期間中、すべてのサイズクラスの生物群集を含む多様な背景群集が存在していた。その結果、5つの段階に分けていくつかの群集が確認された。その結果、群集の構成の変化が最も速かったのは第3相であり、第1相から第5相までの群集は、環境条件が異なるにもかかわらず、互いに類似していることがわかった。次世代シークエンシングと従来の方法との相乗効果は、今後の長期観測に生かされる可能性がある。

The dynamics of diatoms and dinoflagellates have been monitored for many decades at the Helgoland Roads Long-Term Ecological Research site and are relatively well understood. In contrast, small-sized eukaryotic microbes and their community changes are still much more elusive, mainly due to their small size and uniform morphology, which makes them difficult to identify microscopically. By using next-generation sequencing, we wanted to shed light on the Helgoland planktonic community dynamics, including nano- and picoplankton, during a spring bloom. We took samples from March to May 2016 and sequenced the V4 region of the 18S rDNA. Our results showed that mixotrophic and heterotrophic taxa were more abundant than autotrophic diatoms. Dinoflagellates dominated the sequence assemblage, and several small-sized eukaryotic microbes like Haptophyta, Choanoflagellata, Marine Stramenopiles and Syndiniales were identified. A diverse background community including taxa from all size classes was present during the whole sampling period. Five phases with several communities were distinguished. The fastest changes in community composition took place in phase 3, while the communities from phases 1 to 5 were more similar to each other despite contrasting environmental conditions. Synergy effects of next-generation sequencing and traditional methods may be exploited in future long-term observations.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press.