宏基因组测序解析三峡大坝对微生物菌落的影响

2015-12-18    编辑:诺禾致源
宏基因组测序:解析三峡大坝对微生物群落的影响

研究背景

三峡大坝的建造对蓄水区域的生态环境改变起到了关键作用,新产生的蓄水区中各种营养物质会相对富集,但这些变化是否会影响浮游细菌群落的物种组成和丰度尚且未知。因此,本研究使用16S 扩增子测序、基因芯片技术以及宏基因组测序技术研究了大坝对浮游细菌群落结构及菌群中的重要功能基因的影响。

方法流程

样品取材

从香溪河回水区和非回水区0.5 m、5 m、
10 m各取10 L水样混匀;取1 L混合水
先后用1.2 μm和0.22 μm滤膜过滤

文库类型

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

测序策略

Illumina MiSeq 进行16S V4测序
Illumina HiSeq 进行 Meta测序

主要分析

OTU聚类和分析
α-多样性分析
功能性基因分析(eggNOG、KEGG)

研究结果

1、OTU聚类分析得到有效OTU1368个,共注释到22个门(图1)。

2、16S 测序表明,回水样本的α多样性比非回水样本高,可能是以下原因造成的:非回水区水中有较多的无脊椎原生动物、轮虫和浮游动物,造成了较强的下行效应;回水位置环境情况类似于湖水,因此水流速率低、浑浊度低、氮含量高,有利于浮游细菌的多样性增加(图2)。

3、非回水区具有更多与氮循环相关的β变形菌(如Limnohabitans),参与氮循环的功能基因及KEGG Orthology(KO)丰度都显著高于回水区,表明浮游细菌在该区域具有较强的氮转换能力(图3)。

门水平上的OTU聚类分析

图1   门水平上的OTU聚类分析

稀释曲线

图2   稀释曲线

KEGG功能丰度聚类热图

图3   KEGG功能丰度聚类热图

>> 阅读原文