Ion Torrent metagenetic analysis of mussel-associated plankton diversity

I økologisk modellering er omsetning av energi gjennom fødeopptak og vekst viktige komponenter. I modelsystemet Dynamic Energy Budget (DEB) som benyttes for blåskjell (Mytilus edulis) er karakterisering av prosesser knyttet til fødeopptak avgjørende for h vordan modellen gjengir vekst. Fødeopptak hos skjell er en kompleks prosess som inkluderer filtrering og selektering av planteplankton. Selv om det er en stor fordel at studier av fødeopptak kan utføres ved tilførsel av føde fra naturlig miljø, så er meto dene lite tilpasset behovene for en mekanistisk forståelse av fødeopptak. I prosjektet TRAPH (Tracing phytoplankton grazed by mussels using molecular methods to identify preys and improve modeling) benytter vi molekylære metoder for å identifisere plantep lankton, for bedre å kunne forstå prosesser knyttet til seleksjon av føde. Forsøkene gjennomføres i Lysefjorden (Rogaland) hvor produksjon av planteplankton blir stimulert gjennom oppstrømning av næringsrikt dypere vann. Prøver er blitt tatt fra vannet so m trekkes inn og forlater blåskjellet, samt fra to områder i fordøyelsessystemet. Prøvene blir analysert med moderne molekylære metoder (sekvenseringsteknologi), for å legge grunnlaget for detaljert informasjon om blåskjellenes fødepreferanser. Videre øns ker vi ved hjelp av kvantitative analyser (qPCR) å bedre forståelsen for hvordan fødeopptak hos blåskjell påvirkes av miljø. Resultatene vil bli brukt i videreutvikling av DEB, som også vil kunne bidra i utviklingen av vesentlige komponenter i økologisk m odellering. I prosjektets molekylære arbeid er mengde høyoppløselig sekvenseringsdata kritisk for resultatene. TRAPH prosjektet er derfor utvidet med et utenlandsstipend til Skidaway Institute of Oceanography (USA) for å ta del i deres utvikling av Ion To rrent sekvenseringsplatform, med kapasitet til kostnadseffektivt å lese 0.5 - 2 millioner per kjøring. En slik kapasitet muliggjør et betydelig høyere antall analyser som vil være viktig i økologiske studier.

Ecological models as the Dynamic Energy Budget growth model (DEB) proposed for blue mussel (M. edulis) need to consider the effect of the feeding and growth. Feeding is a complex process that includes a regulation in the clearance rate and retention index and also a prey-selection that is carried out by mussels. Studies of bivalve feeding in the field have the advantage of taking into account the plankton and water dynamics. As part of the TRAPH project, Tracing phytoplankton grazed by mussels using molec ular methods to identify preys and improve modeling, it has been obtained different samples from plankton associated to the inhalant and exhalant siphon and from two different zones of the gastric region of the mussels in Lysefjorden. The use of molecular methods to determine the feeding preferences is becoming more popular in different models. The next generation sequencing technologies allow the acquisition of de novo information which could be complemented afterwards by quantitative PCR, qPCR. Ion Torr ent is an exciting new technology belonging to the Next Generation Sequencing systems that is very appropriate to get the metagenetic profile associated to different regions related to mussel feeding, as it is the case of the inhalant and exhalant siphons or the gastric shield or the crystalline style. Integrating these data altogether, it could be possible to get a clearer image of the mussel feeding behavior under different conditions. These profiles can also be useful to focus qPCR analyses on some par ticular species present in our samples. Data obtained from this next generation sequencing methods and subsequent qPCR analyses should be integrated in DEB model, providing important contribution to the development of this ecosystem modeling system. Here we propose to Skidaway Institute of Oceanography to learn this new and exciting technology, and run high throughput sequencing on the TRAPH samples. This will significantly improve the resolution of the analysis.