Research Paper

Comparison of invertebrate diversity in lake waters and their resting eggs in sediments, as revealed by high-throughput sequencing (HTS)

Comparaison de la diversité des invertébrés dans les eaux lacustres et de leurs œufs au repos dans les sédiments, telle que révélée par le séquençage à haut débit (HTS)

¹ Department of Ecology, Jinan University, Guangzhou 510632, PR China
² Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Zhuhai), Zhuhai 519000, PR China

^* Corresponding author: wq2010@jnu.edu.cn

Received: 2 December 2019
Accepted: 19 March 2020

Abstract

Aquatic invertebrate diversity reflects water quality and the health of aquatic ecosystems and should be monitored as an essential feature of freshwater ecosystems. The resting eggs of aquatic invertebrates in sediments populate the overlying water. The diversity of invertebrates in waters and their resting eggs in sediments in Baiyangdian Lake, Xiongan, North China, were assessed using high-throughput sequencing (HTS) with a pair of 18S rRNA gene adaptor-linked primers. The total of 99 operational taxonomic units (OTUs) derived from 353,755 invertebrate sequences (mostly zooplankton) were revealed by this study. A total of 50 species in the water samples including 20 rotifers, 11 copepods, 1 cladoceran and 18 other species were sorted out. In the sediment 37 species, including 21 rotifers, 3 copepods, 1 cladoceran and 12 other species, were identified. There were 24 species in common between water and corresponding sediments. Invertebrate OTU richness in water samples was higher than that in sediments (p < 0.01), while there was no significant difference in the Shannon-Wiener index. These results suggest that HTS is a promising alternative for efficient biodiversity assessment and monitoring.

Résumé

La diversité des invertébrés aquatiques reflète la qualité de l'eau et la santé des écosystèmes aquatiques et doit être surveillée en tant que caractéristique essentielle des écosystèmes d'eau douce. Les œufs d'invertébrés aquatiques au repos dans les sédiments peuplent les eaux sous-jacentes. La diversité des invertébrés dans les eaux et de leurs œufs au repos dans les sédiments du lac Baiyangdian, à Xiongan, dans le nord de la Chine, a été évaluée à l'aide d'un séquençage à haut débit (HTS) avec une paire d'amorces liées à un adaptateur de gène d'ARNr 18S. Cette étude a révélé un total de 99 unités taxonomiques opérationnelles (OTU) dérivées de 353 755 séquences d'invertébrés (principalement du zooplancton). Un total de 50 espèces dans les échantillons d'eau, dont 20 rotifères, 11 copépodes, 1 cladocère et 18 autres espèces ont été identifiées. Dans les sédiments, 37 espèces, dont 21 rotifères, 3 copépodes, 1 cladocère et 12 autres espèces, ont été identifiées. Il y avait 24 espèces en commun entre l'eau et les sédiments correspondants. La richesse en OTU d'invertébrés des échantillons d'eau était supérieure à celle des sédiments (p < 0,01), tandis qu'il n'y avait pas de différence significative dans l'indice de Shannon-Wiener. Ces résultats suggèrent que l'HTS est une alternative prometteuse pour une évaluation et un suivi efficaces de la biodiversité.