Exploring the Past Biosphere of Chew Bahir/Southern Ethiopia: Cross-Species Hybridization Capture of Ancient Sedimentary DNA from a Deep Drill Core摘要
东非一直是科学钻探的主要目标,因为存在大量重要的古人类遗址和古湖泊,包含着宝贵的演化时间尺度上的古气候信息。古人类遗址和古湖泊钻探项目(HSPDP)对这些古湖泊进行了探索,目的是重建古人类演化关键时期周围的环境条件。基于沉积古DNA (sedaDNA)痕迹的生物类群鉴定有助于了解过去我们祖先生活环境的生态和气候条件。然而,从热带环境中采集sedaDNA是具有挑战性的,因为高温、紫外线照射和干燥会导致DNA高度降解。因此,热带沉积物中的大部分DNA片段太短,无法进行PCR扩增。我们分析了Chew Bahir HSPDP钻井现场复合沉积物岩芯上部70 m处的sedaDNA,以寻找真核残余物。首先测试了霰弹高通量测序法,该测序法可以产生由深层生物圈细菌DNA主导的亚基因组,但只有一小部分来自真核生物,因此可能是古老的DNA。随后,使用可能与Chew Bahir古生物圈有亲缘关系的199个物种的已建档条形码基因(动物和植物分别为cox1和rbcL),对sedaDNA进行了跨物种杂交捕获,以丰富真核残余物中的古DNA(aDNA),用于古环境分析。与未经杂交捕获的亚基因组相比,杂交捕获后产生的亚基因组在类似于cox1和rbcL的读取方面更为丰富。从这些杂交捕获亚基因组中读取的分类分配也产生了较大比例的真核结构域。对于分配给cox1的读数,推断的湿润期与推测的湖沼生物(腹足类、绿藻)相对丰度高相关,而推断的干燥期则显示昆虫的相对丰度增加。这些发现表明,跨物种杂交捕获能够有效提高sedaDNA的信息含量,有助于探索与过去环境条件相关的生物圈变化,并使我们即便在热带条件下也能进行此类分析。
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