土壤微生物多樣性分析

土壤是微生物生長和繁殖的天然培養(yǎng)基。土壤微生物之間相互依賴、彼此制約，同時又與周圍的環(huán)境因子相互作用、往復(fù)調(diào)控。自然或干擾條件下土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)、種群消長、生理代謝、遺傳變異及其演替有一定的規(guī)律，因此土壤微生物多樣性研究對于探索自然生命機(jī)制、開發(fā)超常生物資源、應(yīng)對全球氣候變化、治理各類環(huán)境污染、維持生態(tài)服務(wù)功能及促進(jìn)土壤持續(xù)利用等方面具有重要意義。

基于16S/18S/ITS序列擴(kuò)增，根據(jù)客戶需求采用不同測序平臺（Roche 454和 Illumina），利用NGS高通量測序技術(shù)，獲得龐大的數(shù)據(jù)信息，通過現(xiàn)代生物信息學(xué)手段，獲得微生物總體群落，并通過RDA，CCA，NMDS分析，找到環(huán)境因子（pH，C/N，濕度，總氮，總磷，TOC，含水量等）與微生物群落組成的相關(guān)性，進(jìn)而分析微生物與環(huán)境的相互關(guān)系。

研究現(xiàn)狀

1、 Congcong Shen等對長白山不同海拔高度，分布有不同植被的土壤微生物進(jìn)行分析，研究菌落組成的差異及這種差異產(chǎn)生的影響因素與微生物群落之間的相互關(guān)系。得到結(jié)論，pH能更好的預(yù)測不同海拔高度細(xì)菌分布，植被類型可能通過改變C/N來間接影響不同海拔高度細(xì)菌的分布情況。
Soil pH drives the spatial distribution of bacterial communities along elevation onChangbai Mountain
Congcong Shen, Jinbo Xiong, Huayong Zhang, Youzhi Feng, Xiangui Lin,Xinyu Li,Wenju Liang, Haiyan Chu
Soil Biology & Biochemistry 57 (2013) 204e211

樣本質(zhì)量：0.5g土壤
土壤樣本基因組DNA抽提試劑盒：FastDNA SPIN Kit for soil (MP Biomedicals, Santa Ana, CA)
分析區(qū)域：16S rRNA V4-V5高變區(qū)
測序平臺使用：Roche FLX 454 pyrosequencing
主要結(jié)論：
（1）不同樣本微生物在門的水平上的群落結(jié)構(gòu)分析

（2）不同海拔高度微生物群落的CCA（Canonical correspondence analysis）分析，得到不同海拔高度樣本中微生物群落受環(huán)境因子（土壤pH、海拔高度、碳氮比、總有機(jī)碳、降雨量）影響的差異。

（3）主要微生物群落的相對豐度與不同海拔高度土壤pH之間的相互關(guān)系。

2、 Sizhong Yang等研究沿中俄原油管的永凍層土壤中細(xì)菌的群落分析。
Pyrosequencing Investigation into the Bacterial Community in Permafrost Soils along the China-Russia Crude Oil Pipeline (CRCOP)
Sizhong Yang, Xi Wen, Huijun Jin, Qingbai Wu
plos one,December 2012 | Volume 7 | Issue 12 | e52730
土壤樣本基因組DNA抽提試劑盒：Power Soil DNA Isolation Kit (MOBIO, USA)
16S rRNA分析區(qū)域：V1-V3高變區(qū)
測序平臺：Roche FLX 454
主要結(jié)論：
（1）Rarefaction Curve：不同樣本稀釋曲線分析取樣深度是否合理。

（2）群落結(jié)構(gòu)分析：不同樣本在門的水平上細(xì)菌群落的組成分析

（3）Heatmap：細(xì)菌在目得水平上，12個樣本中前100個目得細(xì)菌菌落分布分析。

（4）PCA分析和NMDS分析：PCA分析顯示不同位點(diǎn)的微生物群落組成不同。NMDS分析表明上面凍融層土壤的微生物群落在某種程度上與環(huán)境參數(shù)總有機(jī)碳、總氮、總磷、含水量相關(guān)。

（5）VEEN圖：分別分析Upper active layer（1300，2300，3300 和 4300）、Lower active layer（1500，2500，3500 和4500)、Permafrost table （1600，2600，3600和4600）樣本中OTU的相似性。