16S 測序挖掘土壤二氧化碳固定相關的微生物群落

2015-12-18    編輯:諾禾致源
16s測序:挖掘土壤CO<sub>2</sub>固定相關的微生物群落

研究背景

眾所周知,微生物的光合作用在稻田土壤中發揮著重要作用,然而截至目前,與CO2固定相關的土壤微生物群落卻知之甚少。本文建立了來自南方五個不同城市的稻田土壤的微生態研究模式,利用高通量測序技術,結合同位素標記、結合磷脂脂肪酸、分子生物學技術方法,研究稻田土壤中參與CO2的固定的關鍵功能微生物類群及其關鍵的環境影響因子。

方法流程

樣品取材 中國南方五個城市的稻田土壤(0-20 cm的土層)  
文庫類型

DNA提取,FastDNA SPIN kit for soil (MP
Biomedicals, Cleveland, OH)

測序策略 Illumina Miseq PE300 進行16S V4-V5區測序  
主要分析

數據質控
OTU聚類
物種注釋及CCA環境因子關聯分析

 

研究結果

1、參與13CO2固定相關的微生物,以革蘭氏陰性菌為主,主要優勢菌群為變形菌門(Proteobacteria)。在五個城市的土壤中,有機碳含量最低(14.8 g/kg)的廣東雷州稻田土壤中細菌和古菌豐度最低。桂林稻田土壤中的細菌和古菌豐度最高,約是雷州土壤中微生物數量100倍(表1)。

2、在各土壤樣本中,變形菌門( Proteobacteria ) 、浮霉門(Planctomycetes)、厚壁菌門( Firmicutes )、綠彎菌門(Chloroflexi)、放線菌門(Actinobacteria)、 酸桿菌門(Acidobacteria)是主要的優勢菌群,占整個細菌微生物群落的80?90% (圖2)。

3、非加權UniFrac PCoA分析顯示,隨著pH升高(pH3.5-pH8.0),微生物群落呈現下降趨勢(圖3)。

不同土樣中微生物群落及基因豐度(取log值)

圖1   不同土樣中微生物群落及基因豐度(取log值)

不同樣品中優勢菌株分布

圖2   不同樣品中優勢菌株分布

微生物群落豐度與土壤pH PCoA分析

圖3   微生物群落豐度與土壤pH PCoA分析

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