宏基因組測序解析三峽大壩對微生物菌落的影響

2015-12-18    編輯:諾禾致源
宏基因組測序:解析三峽大壩對微生物群落的影響

研究背景

三峽大壩的建造對蓄水區域的生態環境改變起到了關鍵作用,新產生的蓄水區中各種營養物質會相對富集,但這些變化是否會影響浮游細菌群落的物種組成和豐度尚且未知。因此,本研究使用16S 擴增子測序、基因芯片技術以及宏基因組測序技術研究了大壩對浮游細菌群落結構及菌群中的重要功能基因的影響。

方法流程

樣品取材

從香溪河回水區和非回水區0.5 m、5 m、
10 m各取10 L水樣混勻;取1 L混合水
先后用1.2 μm和0.22 μm濾膜過濾

文庫類型

PowerWater? DNA Extraction kit (Mo Bio, CA, USA)
DNA Extraction Kit提取DNA

測序策略

Illumina MiSeq 進行16S V4測序
Illumina HiSeq 進行 Meta測序

主要分析

OTU聚類和分析
α-多樣性分析
功能性基因分析(eggNOG、KEGG)

研究結果

1、OTU聚類分析得到有效OTU1368個,共注釋到22個門(圖1)。

2、16S 測序表明,回水樣本的α多樣性比非回水樣本高,可能是以下原因造成的:非回水區水中有較多的無脊椎原生動物、輪蟲和浮游動物,造成了較強的下行效應;回水位置環境情況類似于湖水,因此水流速率低、渾濁度低、氮含量高,有利于浮游細菌的多樣性增加(圖2)。

3、非回水區具有更多與氮循環相關的β變形菌(如Limnohabitans),參與氮循環的功能基因及KEGG Orthology(KO)豐度都顯著高于回水區,表明浮游細菌在該區域具有較強的氮轉換能力(圖3)。

門水平上的OTU聚類分析

圖1   門水平上的OTU聚類分析

稀釋曲線

圖2   稀釋曲線

KEGG功能豐度聚類熱圖

圖3   KEGG功能豐度聚類熱圖

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