Metagenomic mapping of bacterial microflora from salmon lice (Lepeophtheirus salmonis) with next-generation sequencing of the 16S ribosomal RNA gene

Abstract

Lakselusen (Lepeophtheirus salmonis) og fiskesykdommer er store utfordringer innen akvakultur. I denne studien ble den bakterielle mikrofloraen til L. salmonis, samlet fra åtte måneder, kartlagt for å finne informasjon om bakteriell diversitet knyttet til lakselus. Fra den kartlagte mikrobiotaen ble patogene slekter identifisert på artsnivå for å se om L. salmonis kan være en smittevektor for bakterielle fiskesykdommer. DNA fra lakselus ble isolert, og syv forskjellige variable regioner av 16S rRNA-genet ble amplifisert med PCR. De amplifiserte regionene ble brukt til å konstruere et bibliotek som ble sekvensert med Ion Torrent «Neste-generasjons sekvenseringsteknologi». Valide resultater fra seks måneder fordelt på to perioder, oktober – desember og april – juni, ble oppnådd i denne studien. Basert på beregninger av Shannon diversitet og Bray-Curtis ulikhet ble distinkte forskjeller i bakteriell diversitet funnet mellom periodene. Bakterielle slekter som Aliivibrio, Tenacibaculum og Vibrio ble kartlagt i flere av månedene, noe som indikerer at L. salmonis kan fungere som en vektor for patogene bakterier.

The salmon louse (Lepeophtheirus salmonis) and fish diseases are big challenges in aquaculture. In this study, bacterial microflora from L. salmonis, sampled on a monthly basis for eight months, was mapped to acquire information about bacterial diversity associated with salmon lice. From the diverse microbiota, pathogenic genera were identified at species level to see if L. salmonis may act as a vector for bacteria that has been linked to fish disease. DNA from L. salmonis samples was isolated, and seven different variable regions of the 16S rRNA gene were targeted with primers and amplified with PCR. The amplified regions were used to construct an amplicon library, which was sequenced with Ion Torrent next-generation sequencing technology. Valid results from six months, divided in two periods (October – December and April – June) were included in this study. Based on Shannon diversity index calculations and Bray-Curtis dissimilarities, distinct differences in bacterial diversity between the periods were found. Genera associated with fish disease, such as Aliivibrio, Tenacibaculum and Vibrio, were detected in both periods, indicating that L. salmonis may act as a vector for pathogenic bacteria.