土壤微生物

 

　　微基生物提供土壤微生物多樣性分析的整體科研服務：實驗規(guī)劃->樣本采集保存->分子實驗->生信統(tǒng)計分析->論文協(xié)助

　　微基生物采用高通量測序、PCR-DGGE、實時熒光定量PCR等方法，對樣本中的DNA進行序列測定，并通過生信統(tǒng)計分析，對大量數(shù)據(jù)進行處理，揭示腸道中微生物的種類以及它們之間的相對豐度和進化關系，探討微生物多樣性，研究土壤微生物與環(huán)境間的相關關系。

技術路線：

高通量分析流程

PCR-DGGE分析流程

檢測平臺：

　　微基生物擁有Illumina MiSeq、Ion PGM、Roche 454高通量測序分析，PacBio第三代高通量測序分析，PCR-DGGE變性梯度凝膠分析，實時熒光定量PCR（Real-time qPCR），克隆文庫等檢測平臺。

樣品采集：

　　微基生物為客戶提供樣品采集的配套工具，如采集盒、保存液、取樣勺和保存管等。

送樣要求：

樣品原樣

　　(1)樣品類型：土壤，新鮮取樣，凍存于-80℃

　　(2)樣品需求：≥2g

　　(3)樣品保存期間切忌反復凍融，送樣時請使用冰袋或干冰運輸

DNA類型

　　(1) 樣品類型： DNA

　　(2) 樣品需求量：≥300ng

　　(3) 樣品濃度： ≥10ng/μL

　　(4) 樣品純度：OD260/280=1.8-2.0并確保DNA無降解

　　(5) 樣品保存期間切忌反復凍融，送樣時請使用冰袋或干冰運輸

　　(6) 對于本種類型的樣品，我們在檢測完樣品的質量后，進行PCR擴增等后續(xù)試驗

生物信息與統(tǒng)計學服務：

　　生信分析項目

　　更多微生態(tài)方向研究和生物信息方面服務，請詳詢：400-660-9270

案例分析

　　標題：由長期的土壤移植引起的緯度和氣候變化明顯改變了土壤微生物的變化率

　　研究領域：土壤微生物

　　分析物種：細菌

?取樣方法：從中科院封丘站取1.4*1.2*1.0體積的土壤，分別向北移植到黑龍江海倫站，向南移植到江西鷹潭站。每組設3個重復，于2006-2011年每年的8-9月取20 cm的表層土，密封在聚乙烯包裝袋中，于-80?C保存。

　　高通量測序平臺：Illumina MiSeq 2×150

　　測序區(qū)域：16S rRNA gene V4區(qū)

　　樣本數(shù)及分組：分3組，3個重復，共63個樣本。

　　研究背景：

　　生物群體對由某些人為因素造成的潛在威脅（如氣候改變）的響應是目前生態(tài)學研究的一個重要挑戰(zhàn)。鑒于微生物在生物地球化學循環(huán)中的重要作用，它們對氣候改變的響應有可能導致生態(tài)結構的改變。之前已有研究指出，溫度是影響土壤微生物組成和生態(tài)功能（土壤的呼吸作用、有機物的含量、固氮水平）的重要因素。而不同地域之間的土壤移植為研究微生物群落對氣候變化的響應提供了新的研究方法和思路。
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　　主要結果：

（1）微生物的演替

　　隨著時間的推移，向北、向南移植的土壤中，微生物的群落組成差異越來越大，微生物多樣性逐漸增加。

（2）由土壤移植引起的土壤微生物的變化

　　微生物隨時間衰減的斜率可以用來衡量微生物群落的相似性。本研究中，在各個樣本的微生物群落中都存在顯著的的時間衰減關系。向北、向南移植的土壤中，微生物隨時間衰減的斜率均比原位土壤的斜率大，尤其是在向南移植的土壤中。

　　隨著溫度的升高/降低，微生物的變化率也相應地增加。隨著土壤向南移植，氣候變暖，微生物群落的波動性增大，微生物群落的變化增加。向南移植對土壤微生物群落的變化具有出更好的效果。有趣的是，研究還發(fā)現(xiàn)細菌群落（門水平）的改變與分類學的分度有關。其中變形菌門、擬桿菌門和疣微菌門與門的豐度呈負相關，而酸桿菌門、放線菌門、后壁菌門和浮霉菌門與門的豐度呈正相關。

（3）細菌群落及系統(tǒng)進化樹分析

　　在為期六年的試驗中，三個樣本共檢測出78個OTUs，其OTU的數(shù)量非常少，分屬于9個門。用MEGA 5作系統(tǒng)進化樹，如下圖所示。

　　其中，酸桿菌門中的Gp4和Gp6、節(jié)細菌屬、硝化螺菌屬、鞘氨醇單胞菌、Fervidicoccus、Sphingosinicella、Steroidobacter和Terrimonas是主要菌群。

（4）微生物演替與環(huán)境因子的關系

　　微生物的演替與環(huán)境因子之間的關系用CCA分析如下。結果表明，向北移植的土壤中，微生物群落的多樣性與土壤的物理化學因子有關；而向南移植的土壤中，微生物群落的多樣性受溫度和降水的影響較大。

　　本研究采用illumina MiSeq測序平臺，對經過移植的土壤微生物為研究對象，擴增了細菌16S rRNA基因的V4區(qū)域，從而得到土壤中細菌種群分布的相關信息，對其中的微生物種群變化進行了調查研究。
　　此實驗采用illumina MiSeq 2*150雙端測序，每個樣品可得到948,765條序列，其中有效序列為10,947條。研究發(fā)現(xiàn)，與原位土壤相比，向北移植（低溫）的土壤中，細菌的豐度增加，演替速率升高；向南移植（高溫）的土壤中，細菌的豐度降低，而演替速率達到最高，即穩(wěn)定性不好。推斷這是由于高溫環(huán)境容易引起高的代謝率和更加激烈的生存競爭造成的。

原文鏈接：http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej201578a.html
參考文獻：
Liang, Y., Y. Jiang, F. Wang, C. Wen, Y. Deng, K. Xue, Y. Qin, Y. Yang, L. Wu, J. Zhou and B. Sun (2015). “Long-term soil transplant simulating climate change with latitude significantly alters microbial temporal turnover.” ISME J.

微基生物進行微生態(tài)與環(huán)境相關的研究與應用：