16S 测序挖掘土壤二氧化碳固定相关的微生物群落

2015-12-18    编辑:诺禾致源
16s测序:挖掘土壤CO<sub>2</sub>固定相关的微生物群落

研究背景

众所周知,微生物的光合作用在稻田土壤中发挥着重要作用,然而截至目前,与CO2固定相关的土壤微生物群落却知之甚少。本文建立了来自南方五个不同城市的稻田土壤的微生态研究模式,利用高通量测序技术,结合同位素标记、结合磷脂脂肪酸、分子生物学技术方法,研究稻田土壤中参与CO2的固定的关键功能微生物类群及其关键的环境影响因子。

方法流程

样品取材 中国南方五个城市的稻田土壤(0-20 cm的土层)  
文库类型

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

测序策略 Illumina Miseq PE300 进行16S V4-V5区测序  
主要分析

数据质控
OTU聚类
物种注释及CCA环境因子关联分析

 

研究结果

1、参与13CO2固定相关的微生物,以革兰氏阴性菌为主,主要优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)。在五个城市的土壤中,有机碳含量最低(14.8 g/kg)的广东雷州稻田土壤中细菌和古菌丰度最低。桂林稻田土壤中的细菌和古菌丰度最高,约是雷州土壤中微生物数量100倍(表1)。

2、在各土壤样本中,变形菌门( Proteobacteria ) 、浮霉门(Planctomycetes)、厚壁菌门( Firmicutes )、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、 酸杆菌门(Acidobacteria)是主要的优势菌群,占整个细菌微生物群落的80−90% (图2)。

3、非加权UniFrac PCoA分析显示,随着pH升高(pH3.5-pH8.0),微生物群落呈现下降趋势(图3)。

不同土样中微生物群落及基因丰度(取log值)

图1   不同土样中微生物群落及基因丰度(取log值)

不同样品中优势菌株分布

图2   不同样品中优势菌株分布

微生物群落丰度与土壤pH PCoA分析

图3   微生物群落丰度与土壤pH PCoA分析

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