Le métabarcodage de l'ADN capture la dynamique temporelle et verticale des communautés mésozooplanctoniques

Dans cette étude, nous avons évalué dans quelle mesure le métabarcodage de l'ADN d'échantillons environnementaux capte les changements dans la composition de la communauté du mésozooplancton marin afin d'optimiser l'utilisation des données de séquençage pour étudier la dynamique saisonnière. Bien que le métabarcodage de l'ADN soit de plus en plus utilisé pour surveiller la distribution des communautés marines, il n'existe pas de méthodes normalisées, et on ne sait toujours pas dans quelle mesure les données ADN reflètent les modèles de dynamique des communautés observés par d'autres méthodes.

Afin de saisir les changements saisonniers de la dynamique des communautés du mésozooplancton, des échantillons ont été prélevés sur de petits navires de recherche toutes les deux semaines avant midi (8 h à 12 h) en 2017 dans une station côtière tempérée en eau profonde (QU39) du nord de la mer des Salish, en Colombie-Britannique (dans le canal Sutil entre l'île Marina et l'île Quadra, lat : 50,0307, longueur : −125,0992 ; profondeur du fond de 260 m, Del Bel Belluz et coll. (2021). Pour évaluer les différences entre les méthodes d'échantillonnage et d'analyse, trois types d'échantillons différents ont été collectés (Fig. 1b). Des échantillons de filets contre le zooplancton ont été prélevés conformément à la méthode standard de surveillance du zooplancton dans le détroit de Géorgie (Mackas et al. 2013, Perry et al. 2021) à l'aide d'un filet annulaire à bongo aux extrémités pondérées (0,5 m de diamètre, maillage de 250 µm ; Aquatic Research Instruments, Hope, Colombie-Britannique, Canada). En bref, le filet a été remorqué verticalement depuis une position stationnaire, de 10 m au-dessus du fond (dans notre cas, 230 m de profondeur) jusqu'à la surface, récupéré à 1 mètre par seconde et avec un débitmètre étalonné fixé pour enregistrer le volume échantillonné. Un filet a été conservé dans une solution d'eau de mer à 4 % de formaldéhyde pour une analyse microscopique. Un deuxième filet a été conservé dans de l'éthanol à 95 % pour le métabarcodage de l'ADN. Des échantillons d'eau de deux litres ont été prélevés chaque semaine avec des bouteilles Niskin près de la surface à 5, 30, 100 et 260 m de profondeur. L'eau a été filtrée sur des filtres Sterivex en polycarbonate séparés de 0,22 µm et conservée à -80 °C après l'ajout d'un tampon de lyse au saccharose jusqu'à une analyse moléculaire plus approfondie. Au cours de cette campagne d'échantillonnage, un total de 24 filets à zooplancton ont été collectés à des fins d'analyse microscopique, 26 filets à zooplancton pour l'analyse de l'ADN et 218 échantillons d'eau filtrée provenant de 43 dates différentes ont été collectés à des fins d'analyse ADN

Pour évaluer si les tendances spécifiques aux taxons sont sensibles à la sélection d'un marqueur génétique, nous avons séquencé à la fois un court fragment du gène COI, avec des amorces optimisées pour capturer la communauté d'invertébrés marins (Leray et al., 2013) et le gène 18S, avec des amorces universelles optimisées pour les eucaryotes microbiens marins (Balzano et al., 2015) sur un Illumina MiSeq du Hakai Genome Lab. Ce faisant, nous fournissons à la fois de nouvelles informations sur la fiabilité de l'analyse des méta-codes à barres de l'ADN et des lignes directrices pour les futures études visant à utiliser l'ADN environnemental pour étudier la dynamique des communautés marines. De plus, grâce à l'analyse d'échantillons d'ADN discrets de la colonne d'eau, nous démontrons le potentiel de l'approche ADN pour résoudre les différences dans les distributions verticales du zooplancton.