Zana za 6.2 za Kujifunza Jumuiya

Teknolojia mpya za kujifunza jinsi jamii za microbial zinavyobadilika baada ya muda, na ni makundi gani ya viumbe yanayotokana na hali fulani ya mazingira, yamezidi kutoa fursa za kutarajia matokeo mabaya ndani ya vipengele vya mfumo na hivyo kusababisha muundo wa sensorer bora na vipimo kwa ufuatiliaji ufanisi wa jamii microbial katika samaki au tamaduni kupanda. Kwa mfano, teknolojia mbalimbali za ‘omics’ - metagenomics, metatranscriptomics, proteomics ya jamii, metabolomics - zinazidi kuwezesha watafiti kujifunza utofauti wa microbiota katika RAS, biofilters, hydroponics na sludge mifumo digestor ambapo sampuli inajumuisha makusanyiko yote ya microbial badala ya genome fulani. Uchambuzi wa utofauti prokaryotic hasa, imekuwa kusaidiwa mkubwa katika miongo ya hivi karibuni na mbinu metagenomic na metatranscriptomic. Hasa, uchambuzi wa amplification na mlolongo wa jeni la 16S rRNA, kulingana na uhifadhi wa intraspecific wa Utaratibu wa jeni wa neutral flanking operons ribosomal katika DNA ya bakteria, umeonekana kuwa ‘kiwango cha dhahabu’ kwa uainishaji wa taksonomiki na utambulisho wa aina za bakteria. Takwimu hizo pia hutumiwa katika mikrobiolojia kufuatilia magonjwa ya magonjwa na mgawanyo wa kijiografia na kujifunza wakazi wa bakteria na phylogenies (Bouchet et al. 2008). mbinu inaweza kuwa kazi kubwa na gharama kubwa, lakini hivi karibuni automatiska mifumo, wakati si lazima ubaguzi katika aina na ngazi ya aina, kutoa fursa kwa ajili ya maombi katika mazingira aquaponics (Schmautz et al. 2017). Mapitio ya hivi karibuni muhtasari maombi ya 16S rRNA kama wao kuhusiana na RAS (Martínez-Porchas na Vargas-Albores 2017; Munguia-Fragozo et al. 2015; Rurangwa na Verdegem 2015). Maendeleo katika metagenomics ya vijidudu vingine isipokuwa bakteria zinazopatikana katika RAS na hydroponiki hutegemea mbinu sawa lakini kutumia 18S (eukaryotes), 26S (fungi) na 16S pamoja na maktaba 26S (yeasts) rRRNA clone kuashiria microbiotia hizi (Martínez-Porchas na VargaSalbores 2017). Maktaba ya kina ya rRNA, kwa mfano, pia yametumika katika hydroponics kuelezea jamii za microbial katika rhizosphere (Oburger na Schmidt 2016). Maktaba hayo yanaweza kuwa muhimu hasa katika aquaponics, kutokana na kwamba wanaweza kuchunguza mkusanyiko wa vijiumbe kama vile bakteria, archaea, protozoans na fungi na kutoa maoni juu ya mabadiliko ndani ya mfumo.

Uendelezaji wa mpangilio wa kizazi kijacho (NGS) pia umewezesha uchambuzi wa data wa genomes kutoka sampuli za idadi ya watu (metagenomics) ambazo zinaweza kutumika kwa tabia ya microbiota, kudhihirisha mabadiliko ya muda ya phylogenetic na kufuatilia vimelea. Maombi katika RAS ni pamoja na kufuatilia aina fulani ya bakteria miongoni mwa samaki cultured na kuondoa idadi ya watu kwamba kubeba Matatizo virulent, wakati kuhifadhi flygbolag ya Matatizo mengine (ukaguzi: (Bayliss et al. 2017). Mbinu metagenomic inaweza kuwa utamaduni- na amplification-huru, ambayo inaruhusu aina ya awali unculturable kujulikana na kuchunguzwa kwa madhara yao inawezekana (Martínez-Porchas na Vargas-Albores 2017). Mbinu za ufuatiliaji wa kizazi kijacho hutumiwa kwa kawaida katika microbiolojia ya mimea pamoja na kufuatilia metatranscriptomics uchambuzi. Mfano bora ni ya kwanza nzima-kupanda utafiti wa jamii microbial katika rhizosphere, ambayo mizizi exudates walikuwa umeonyesha correlate na hatua ya maendeleo (Knief 2014).

Proteomics ni muhimu sana wakati wa kusoma aina fulani ya bakteria au matatizo chini ya hali maalum ya mazingira ili kuelezea pathogenicity yake au uwezekano wa jukumu katika symbiosis. Hata hivyo, kuna maendeleo katika proteomics ya jamii ambayo hujenga juu ya masomo ya awali ya metagenomic na kutumia mbinu mbalimbali za biochemical kutambua, kwa mfano, protini zilizofichwa zinazohusiana na jamii za commensal au symbiotic microbial, na uwezekano zaidi wingi kama uwezo wa teknolojia za NGS mapema kwa kasi (ukaguzi: (Knief et al. 2011).

Metabolomics hufafanua kazi za jeni, lakini mbinu hazihusishi na viumbe au mfuatano na hivyo zinaweza kudhihirisha aina mbalimbali za metaboli ambazo ni bidhaa za mwisho za biokemia za seli katika viumbe, tishu, seli au compartment ya seli (kulingana na sampuli ambazo zinachambuliwa). Hata hivyo, maarifa kuhusu metabolome ya jamii microbial chini ya hali fulani ya mazingira (microcosms) inaonyesha mpango mkubwa juu ya baiskeli biogeochemical ya virutubisho na madhara ya perturbations. Maarifa hayo hufafanua njia mbalimbali za kimetaboliki na aina mbalimbali za metabolites zilizopo katika sampuli. Baadae biochemical na takwimu uchambuzi unaweza kuelezea mataifa ya kisaikolojia ambayo kwa upande inaweza kuwa uhusiano na vigezo mazingira ambayo inaweza kuwa dhahiri kutokana na mbinu genomic au proteomic. Hata hivyo, kuchanganya metabolomics na masomo ya kazi ya jeni ina uwezo mkubwa katika kuendeleza utafiti wa aquaponics; angalia ukaguzi (van Dam na Bouwmeester 2016).