Microbioma fúngico del sapo boreal a través de su ciclo de vida
Debido a la falta de información sobre la fracción fúngica del microbioma de los sapos, los autores de éste trabajo analizaron amplicones de la región ITS de sapos boreales (Anaxyrus boreas boreas) en su medio y diferentes estadios de desarrollo: huevo, renacuajo, metamorfos, subadultos y adultos. Además de buscar patrones en la diversidad de la microbiota, los autores buscaban encontrar taxa de hongos característicos de cada estadio de desarrollo.
Fig. 1. An illustration of the physiologically dynamic metamorphosis that boreal toads go through. The boreal toad life cycle has been linked to changes in their skin bacterial communities. Adults lay eggs in an aquatic habitat, which then hatch into tadpoles. Tadpoles develop into metamorphs and move out of the water, into a largely terrestrial habitat, although they continue to return to the water throughout their lifespan. Metamorphs grow into subadults, which are not reproductively mature for 2–3 years. Once they are reproductively mature, the adults visit pond areas to mate and reproduce during spring and retreat to upland terrestrial habitats to overwinter in underground hibernacula.
Del total de 169 muestras analizadas, obtuvieron cerca de168 mil secuencias que agruparon en 2,156 OTUs. La diversidad fue diferente entre todos los tipos de muestra analizados, pero con un alto grado de traslape, sin embargo la mayor diversidad fue observada en los adultos. Cabe mencionar que éstos patrones de diversidad son similares a los que se han encontrado al analizar la microbiota bacteria. Así mismo, los adultos y subdadultos presentaron una distinta diversidad beta (con poca variación interna) respecto al resto de las muestras, lo que de acuerdo con los autores sugiere que la metamorfosis o el cambio de hábitat (de acuático a terrestre) estabiliza su micobioma, volviendolo más diverso y distinto que el del resto de los estadios de desarrollo. De manera contrastante, los renacuajos presentaron la mayor variación en la diversidad beta, lo cual puede ser explicado porque poseen una piel no queratinizada y pasan la mayor parte del tiempo nadando en la columna de agua.
Fig 2. Alpha and beta diversity of fungal communities on boreal toads and environmental samples (n = 169). (A) Fungal OTU richness among different sample types (Kruskal-Wallis with Bonferroni p-value adjustment, KW chi-squared stat = 102.79, p = 2.05e-15). The numbers after the younger developmental stages indicate the Gosner stage range. (B) Boxplot showing the dispersion of points per sample type based on the ordination analysis (see PERMDISP results in S3 Table). (C) NMDS plot showing the Bray-Curtis dissimilarity among all the samples, color represents the different sample types of toad (eggs and post-hatching life stages) and environment (sediment and water) (PERMANOVA, R2 = 0.06192, p = 0.001). (D) NMDS plot showing the Bray-Curtis dissimilarity among the toad samples, where 2color represents the different life stages (PERMANOVA, R = 0.08723, p = 0.001).
Sin embargo, los análisis estadísticos sólo encontraron OTUs enriquecidos significativamente cuando compararon muestras de huevos contra muestras ambientales (columna de agua y sedimento). Dentro de los OTUs encontrados encontraron una bacteria previamente descrita como patógeno de anfibios (Cladosporium). El resto de los OTUs enriquecidos perteneció a Ascomycota y Basidiomycota que han sido reportados en en plantas, suelo y cuerpos de agua. Los autores consideran que la microbiota de la piel de los sapos es similar al medio porque son animales ectotermos, cuyo microbioma es seleccionado por su cpacidad para adaptarse a los cambios del medio.
Fig 4. Significant indicator fungal taxa graphed by their relative abundance in toad versus environmental samples. (A) Shows the sediment-egg OTUs, whereas (B) shows water-egg OTUs. The colors denote putatively host-associated (blue) versus putatively transient (purple) fungal OTUs, whose UNITE taxonomy is listed in Table 2. The categorization of “host-associated” or “transient” was attributed using the ANCOM analysis results (i.e., taxa with a significant W stat, high effect size, and higher relative abundance in toad samples are “host-associated” and taxa with a significant W stat, high effect size, and higher relative abundance in the environment are “transient”). Here we have graphed the relative abundance in toad samples compared to environmental samples for each of these significant OTUs for interpretation purposes.
Referencia
Alexiev, A., Chen, M. Y., & McKenzie, V. J. (2021). Identifying fungal-host associations in an amphibian host system. Plos one, 16(8), e0256328.
