DNA extraction procedure affects organic-aggregate-attached bacterial community profiles from a shallow eutrophic lake

摘要

Organic aggregates (OA) in aquatic ecosystems harbour diverse microbial communities. The colonization and growth of OA-attached bacteria are important processes in the degradation and transformation of the particles. The development of efficient and comparative DNA extraction methods is one of the most critical steps in the study of the composition and diversity of OA-attached bacterial communities. To evaluate whether different DNA extraction procedures affect the measurement of bacterial community composition, we compared four in situ lysis procedures using OA from three locations in a shallow eutrophic lake (Lake Taihu, China). The extracted DNA was analyzed using denaturing gradient gel electrophoresis profiles. We found that the choice of DNA extraction protocol had a significant influence on the fingerprints of the OA-attached bacterial community. This was shown not only in the number of bands but also in their relative representation of certain DNA bands. Using the bead-beating DNA extraction method in the presence of hexadecyltrimethylammonium bromide, we found that crude microbial DNA could be extracted efficiently from different OA types. This protocol is reproducible and gives very pure DNA of relatively high molecular mass. More importantly, the protocol provided more representative and informative data on the diversity of OA-attached bacterial communities.Les agrégats organiques (AO) des écosystèmes aquatiques hébergent des communautés microbiennes variées. La colonisation et la croissance des bactéries attachées aux AO constituent des processus importants dans la dégradation et la transformation des particules. Afin d'étudier la composition et la diversité de la communauté bactérienne attachée aux AO, le développement de méthodes efficaces et comparatives d'extraction d'ADN est une des étapes les plus importantes. Afin d'évaluer si les différents protocoles d'extraction d'ADN affectent les mesures de la composition de la communauté bactérienne, nous avons comparé quatre protocoles de lyse in situ sur des AO de trois sites d'un lac eutrophe peu profond (Lac Taihu, Chine). Les profils d'ADN extraits ont été analysés par électrophorèse sur gel en gradient dénaturant. Nous avons trouvé que le choix du protocole d'extraction avait une influence significative sur l'empreinte des communautés bactériennes attachées aux AO. Ceci a été prouvé non seulement par le nombre de bandes, mais aussi par la représentation relative de certaines bandes d'ADN. En utilisant une méthode d'extraction d'ADN par des billes de broyage en présence de bromure d'hexadécyltriméthylammonium, l'ADN microbien brut a pu être extrait efficacement des différents types d'AO. Le protocole est reproductible et donne un ADN très pur de poids moléculaire relativement élevé. Qui plus est, ce protocole produit des résultats plus représentatifs et plus informatifs de la diversité des communautés bactériennes attachées au AO.