Intestinal Microbiome Richness of Coral Reef Damselfishes (Actinopterygii: Pomacentridae)
Résumé
Fish gastro-intestinal system harbors diverse microbiomes that affect the host's digestion, nutrition, and immunity. Despite the great taxonomic diversity of fish, little is understood about fish microbiome and the factors that determine its structure and composition. Damselfish are important coral reef species that play pivotal roles in determining algae and coral population structures of reefs. Broadly, damselfish belong to either of two trophic guilds based on whether they are planktivorous or algae-farming. In this study, we used 16S rRNA gene sequencing to investigate the intestinal microbiome of 5 planktivorous and 5 algae-farming damselfish species (Pomacentridae) from the Great Barrier Reef. We detected Gammaproteobacteria ASVs belonging to the genus Actinobacillus in 80% of sampled individuals across the 2 trophic guilds, thus, bacteria in this genus can be considered possible core members of pomacentrid microbiomes. Algae-farming damselfish had greater bacterial alpha-diversity, a more diverse core microbiome and shared 35 ± 22 ASVs, whereas planktivorous species shared 7 ± 3 ASVs. Our data also highlight differences in microbiomes associated with both trophic guilds. For instance, algae-farming damselfish were enriched in Pasteurellaceae, whilst planktivorous damselfish in Vibrionaceae. Finally, we show shifts in bacterial community composition along the intestines. ASVs associated with the classes Bacteroidia, Clostridia, and Mollicutes bacteria were predominant in the anterior intestinal regions while Gammaproteobacteria abundance was higher in the stomach. Our results suggest that the richness of the intestinal bacterial communities of damselfish reflects host species diet and trophic guild.
Il sistema gastro intestinale dei pesci ospita un microbiota che influenza la digestione, nutrizione e sistema immunitario dell'ospite. Nonostante l'enorme diversità taxonomica dei pesci, la nostra comprensione del microbiota di questi animali ed i fattori che determinano la sua struttura e composizione è ancora scarsa. I pesci damigella includono specie importanti per le barriere coralline che forniscono servizi in grado che influenzare la struttura delle popolazioni di alghe e coralli. In generale, i pesci damigella appartengono a due gruppi funzionali basati sul loro tipo di dieta, e vengono divisi in consumatori di plankton o alghe. In questo studio abbiamo sequenziato il gene 16S rRNA per investigare il microbiota intestinale di cinque pesci damigella (Pomacentridae) che consumano plankton e cinque che consumano alghe provenienti dalla Grande Barriera Corallina. Abbiamo rilevato che l’80% degli individui analizzati in entrambi i gruppi funzionali avevano ASVs di Actinobacillus appartenenti al phylum dei Gammaproteobatteri, così, suggeriamo che batteri appartenenti a questo genere possono essere considerati membri essenziali del microbiota dei Pomacentridi. I pesci damigella che consumano alghe avevano una maggiore diversità (alpha), un microbiota essenziale più vasto e condividevano 35 ± 22 ASVs, mentre le specie che consumano plankton condividevano 7 ± 3 ASVs. I nostri dati evidenziano differenze nel microbiota associato con pesci appartenenti ai due gruppi funzionali. Per esempio, pesci damigella che consumano alghe avevo un maggior numero di ASVs di Pasteurellaceae, mentre le specie che consumano plankton avevano più Vibrionaceae. In fine, riportiamo variazioni nella composizione delle comunità batteriche lungo l'intestino. ASVs appartenenti alle classi batteriche Bacteroidia, Clostridia e Mollicutes erano più abbondanti nell'intestino anteriore mentre i Gammaproteobacteria nello stomaco. I nostri resultati suggeriscono che la diversità delle comunità batteriche dell'intestino dei pesci damigella riflette la dieta ed il gruppo funzionale dell'ospite.
O sistema gastro-intestinal de peixes abriga microbiomas diversos que afetam a digestão, nutrição e imunidade do hospedeiro. Apesar da grande diversidade taxonômica dos peixes, entende-se pouco sobre o microbioma dos peixes e fatores que determinam sua estrutura e composição. Peixes-donzela são espécies importantes em recifes de coral que exercem papéis pivotais na determinação da estrutura de algas e corais dos recifes. De forma geral, peixes-donzela pertencem à uma de duas guildas tróficas dependendo se são planctívoros ou algívoros. Nesse estudo, usamos sequenciamento do gene 16S rRNA para investigar o microbioma intestinal de cinco espécies planctívoras e cinco espécies algívoras de peixes-donzela (Pomacentridae) da Grande Barreira de Corais. Detectamos ASVs de Gammaproteobacteria pertencendo ao gênero Actinobacillus em 80% dos indivíduos amostrados nas duas guildas tróficas, logo, bactérias desse gênero podem ser consideradas como possíveis membros essenciais do microbioma dos pomacentrídeos. Peixes-donzela algívoros apresentaram uma maior alpha-diversidade bacteriana, um microbioma essencial mais diverso e compartilharam 35 ± 22 ASVs, e espécies planctívoras compartilharam 7 ± 3 ASVs. Nossos dados também ilustram diferenças nos microbiomas associados com ambas guildas tróficas. Por exemplo, peixes-donzela algívoros estavam enriquecidos em Pasteurellaceae, enquanto peixes-donzela planctívoros, em Vibrionaceae. Finalmente, demonstramos mudanças na composição da comunidade bacteriana associada com as classes Bacteroidia, Clostridia e Mollicutes foram predominantes nas regiões intestinais anteriores enquanto a abundância de Gammaproteobacteria foi maior no estômago. Nossos resultados sugerem que a riqueza das comunidades bacterianas intestinais de peixes-donzela refletem a dieta da espécie do hospedeiro, bem como a sua guilda trófica.
鱼类肠道中种类丰富的微生物菌群对于鱼类的消化、营养和免疫都有影响。尽管鱼类的分类多样性很高, 但我们对于鱼类体内的微生物菌群及能够影响其结构和组成的因素却知之甚少。雀鲷科鱼类是一种重要的珊瑚礁鱼类, 并且对珊瑚礁中的藻类和珊瑚种群结构起到关键性作用。概括来说, 基于食性的不同(以浮游生物为食或以藻类为食), 雀鲷科鱼类分属于两种摄食类群。在本研究中, 我们利用16S rRNA基因序列对于大堡礁的五种以浮游生物为食的雀鲷和五种以藻类为食的雀鲷分别进行了研究。在这两种类群80%的样本中, 我们都发现了属于放线杆菌属Actinobacillus的Gammaproteobacteria的扩增子序列变体。因此, 此属细菌很可能是雀鲷肠道微生物菌群的主要组成。食藻类雀鲷具有更高的细菌α多样性, 它们的核心微生物菌群的多样性更高, 共享了35 ± 22个扩增子序列变体, 而食浮游生物类雀鲷的核心微生物菌群则只共享了7 ± 3个扩增子序列变体。我们的数据还突出了两种营养类群肠道微生物的区别。例如, 食藻类雀鲷有更多的Pasteurellaceae, 而食浮游生物类雀鲷则有更多的Vibrionaceae。最后, 我们还展示了肠道中细菌群落的更替。在肠道前部, Bacteroidia, Clostridia和Mollicutes占据主导地位;而在胃中, Gammaproteobacteria则丰度更高。我们的结果意味着肠道菌群的丰富性反映了鱼类宿主的食性和摄食类群。
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