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Application of Phylogenetic Microarray Analysis to Discriminate Sources of Fecal Pollution

机译：系统发育芯片分析在粪便污染源识别中的应用

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摘要

Conventional methods for fecal sowce tracking typically use single biomarkers to systematically identify or exclude sources. High-throughput DNA sequence analysis can potentially identify all sources of microbial contaminants in a single test by measuring the total diversity of fecal microbial communities. In this study, we used phylogenetic microarray analysis to determine the comprehensive suite of bacteria that define major sources of fecal contamination in coastal California. Fecal wastes were collected from 42 different populations of humans, birds, cows, horses, elk, and pinnipeds. We characterized bacterial community composition using a DNA microarray that probes for 16S rRNA genes of 59 316 different bacterial taxa. Cluster analysis revealed strong differences in community composition among fecal wastes from human, birds, pinnipeds, and grazers. Acttnobacteria, Bacilli, and many Gammaproteobac-teria taxa discriminated birds from mammalian sources. Diverse families within the Clostridia and Bacteroidetes taxa discriminated human wastes, grazers, and pinnipeds from each other. We found 10S8 different bacterial taxa that were unique to either human, grazing mammal, or bird fecal wastes. These OTUs can serve as specific identifier taxa for these sources in environmental waters. Two field tests in marine waters demonstrate the capacity of phylogenetic microarray analysis to track multiple sources with one test.
机译：用于粪便追踪的常规方法通常使用单个生物标记物来系统地识别或排除来源。高通量DNA序列分析可以通过测量粪便微生物群落的总体多样性，在一次测试中潜在地识别出所有微生物污染物的来源。在这项研究中，我们使用系统发育微阵列分析来确定全面的细菌组合，这些细菌定义了加利福尼亚沿海地区粪便污染的主要来源。从42种不同的人类，鸟类，牛，马，麋鹿和pin鱼种群中收集粪便。我们使用DNA芯片表征了细菌群落组成，该芯片可探测59 316种不同细菌类群的16S rRNA基因。聚类分析显示，人类，鸟类，pin鱼和放牧者的粪便中，社区组成存在很大差异。放线菌，芽孢杆菌和许多γ-丙酸杆菌类群区分了哺乳动物来源的鸟类。梭状芽胞杆菌和拟杆菌属中的不同家庭区分了人类废物，放牧者和pin虫。我们发现了10S8不同的细菌类群，它们对于人类，放牧的哺乳动物或禽类粪便都是独特的。这些OTU可以用作环境水域中这些来源的特定标识符分类。在海水中进行的两项现场测试证明了系统发育微阵列分析能够通过一项测试跟踪多种来源的能力。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2012年第8期|p.4340-4347|共8页
  • 作者

    Eric A. Dubinsky; Laleh Esmaili; John R. Hulls; Yiping Cao; John F. Griffith; Gary L. Andersen;

  • 作者单位

    Lawrence Berkeley National Laboratory, Earth Sciences Division, Berkeley, CA;

    Lawrence Berkeley National Laboratory, Earth Sciences Division, Berkeley, CA;

    Lawrence Berkeley National Laboratory, Earth Sciences Division, Berkeley, CA;

    Southern California Coastal Water Research Project, Costa Mesa, CA;

    Southern California Coastal Water Research Project, Costa Mesa, CA;

    Lawrence Berkeley National Laboratory, Earth Sciences Division, Berkeley, CA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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