Surveying microbial diversity and function is accomplished by combining complementary molecular tools. Among them, metagenomics is a PCR free approach that contains all genetic information from microbial assemblages and is today performed at a relatively large scale and reasonable cost, mostly based on very short reads. Here, we investigated the potential of metagenomics to provide taxonomic reports of marine microbial eukaryotes. We prepared a curated database with reference sequences of the V4 region of 18S rDNA clustered at 97% similarity and used this database to extract and classify metagenomic reads. More than half of them were unambiguously affiliated to a unique reference whilst the rest could be assigned to a given taxonomic group. The overall diversity reported by metagenomics was similar to that obtained by amplicon sequencing of the V4 and V9 regions of the 18S rRNA gene, although either one or both of these amplicon surveys performed poorly for groups like Excavata, Amoebozoa, Fungi and Haptophyta. We then studied the diversity of picoeukaryotes and nanoeukaryotes using 91 metagenomes from surface down to bathypelagic layers in different oceans, unveiling a clear taxonomic separation between size fractions and depth layers. Finally, we retrieved long rDNA sequences from assembled metagenomes that improved phylogenetic reconstructions of particular groups. Overall, this study shows metagenomics as an excellent resource for taxonomic exploration of marine microbial eukaryotes.

中文翻译：

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对全球海洋中微生物真核生物多样性的宏基因组学评估。

微生物多样性和功能的调查是通过结合互补的分子工具来完成的。其中，宏基因组学是一种无需PCR的方法，其中包含来自微生物组合的所有遗传信息，并且如今以相对较大的规模和合理的成本进行，主要是基于非常短的阅读。在这里，我们调查了宏基因组学提供海洋微生物真核生物分类学报告的潜力。我们准备了一个具有97％相似性的18S rDNA V4区参考序列的精选数据库，并使用该数据库提取和分类了宏基因组读物。其中一半以上明确地隶属于唯一参考，而其余部分可以分配给给定的分类组。宏基因组学报道的总体多样性与18S rRNA基因的V4和V9区域的扩增子测序相似，尽管这些扩增子调查中的一项或两项在Excavata，Amoebozoa，Fungi和Haptophyta等群体中表现不佳。然后，我们使用91个元基因组从不同海洋的表层下到深浮层研究了微核生物和纳米核生物的多样性，揭示了大小分数和深度层之间的清晰分类。最后，我们从组装的基因组中检索了较长的rDNA序列，从而改善了特定群体的系统发育重建。总的来说，这项研究表明宏基因组学是海洋微生物真核生物分类学探索的极好资源。尽管这些扩增子调查中的一项或两项在Excavata，Amoebozoa，Fungi和Haptophyta等群体中表现不佳。然后，我们使用91个元基因组从不同海洋的表层下到深浮层研究了微核生物和纳米核生物的多样性，揭示了大小分数和深度层之间的清晰分类。最后，我们从组装的基因组中检索了较长的rDNA序列，从而改善了特定群体的系统发育重建。总的来说，这项研究表明宏基因组学是海洋微生物真核生物分类学探索的极好资源。尽管这些扩增子调查中的一项或两项在Excavata，Amoebozoa，Fungi和Haptophyta等群体中表现不佳。然后，我们使用91个元基因组从不同海洋的表层下到深浮层研究了微核生物和纳米核生物的多样性，揭示了大小分数和深度层之间的清晰分类。最后，我们从组装的基因组中检索了较长的rDNA序列，从而改善了特定群体的系统发育重建。总的来说，这项研究表明宏基因组学是海洋微生物真核生物分类学探索的极好资源。揭示了尺寸部分和深度层之间的清晰分类。最后，我们从组装的基因组中检索了较长的rDNA序列，从而改善了特定群体的系统发育重建。总的来说，这项研究表明宏基因组学是海洋微生物真核生物分类学探索的极好资源。揭示了尺寸部分和深度层之间的清晰分类。最后，我们从组装的基因组中检索了较长的rDNA序列，从而改善了特定群体的系统发育重建。总的来说，这项研究表明宏基因组学是海洋微生物真核生物分类学探索的极好资源。