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您了解水稻土中鐵還原細菌群落的多樣性嗎？

2016-03-21

    派森諾(nuo)生物(wu)與武漢紡織大學彭其安老(lao)師攜手合作，應用高通量測序的(de)(de)方法及宏基因(yin)組分(fen)析手段對不同類型水稻土(tu)中鐵(tie)還(huan)原細菌的(de)(de)多樣性變化做了相關研究(jiu)。



     前沿導讀




     通過對四(si)種不(bu)同樣品：潛江(jiang)市水(shui)稻(dao)(dao)油菜輪作土(tu)壤(rang)(rang)（QR）與水(shui)稻(dao)(dao)淹水(shui)期(qi)土(tu)壤(rang)(rang)（QF），咸寧(ning)市稻(dao)(dao)油菜輪作土(tu)壤(rang)(rang)（XR）與水(shui)稻(dao)(dao)淹水(shui)期(qi)土(tu)壤(rang)(rang)（XF））的土(tu)壤(rang)(rang)進行分析(xi)，研究土(tu)壤(rang)(rang)之(zhi)中微(wei)生物多樣性的變化規律。研究成果《The diversity of iron reducing bacteria communities in subtropicalpaddy soils of China》發表在Applied Soil Ecology上。

文章發表


    實驗目的   



    利(li)用高通量測序分析(xi)手(shou)段(duan)，探究(jiu)不同輪(lun)作植物的水稻土中是(shi)否(fou)含有對Fe3+還原過程中有顯著影響(xiang)的特殊鐵還原細菌種類。

    研(yan)究對象   



 
    細菌(jun)

    研(yan)究方法   




    研究人員選取不同地點，不同輪(lun)作(zuo)方式的水稻土(tu)壤樣(yang)品(pin)共四(si)種(zhong)，每種(zhong)樣(yang)品(pin)用螺旋鉆采(cai)集深度0-15cm的土(tu)層樣(yang)品(pin)各10份，用N2處理(li)備用。

    測序平臺   



 
    Illumina Miseq平臺

    測序區域   



 
    16S rRNA基(ji)因V4

    分(fen)析內(nei)容(rong)   



 
    稀疏曲(qu)線分(fen)析(xi)、alpha 多樣性分(fen)析(xi)、venn圖、物種(zhong)豐(feng)度分(fen)布圖、熱圖分(fen)析(xi)、CCA分(fen)析(xi)

    實驗結(jie)果   


    1、利用(yong)高通量(liang)測序的(de)技術鑒定到鐵還原細菌(jun)中比較稀有的(de)門分類細菌(jun)，如Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria,Nitrospira, Spirochaetes與 Verrucomicrobia；

    2、在(zai)鐵還原(yuan)細菌中相對豐度(du)占有(you)比較高的(de)Proteobacteria，Sphingomonas，Pandoraea與Azospira均(jun)是(shi)發現；
    3、Sphingomonas、Pandoraea與 Azospira等可能參與了水稻土中Fe3+的還原過程；

    4、CCA分析結(jie)果顯示土壤酸(suan)堿(jian)度對(dui)XR水稻(dao)土樣品中的鐵還原細菌結(jie)構有(you)顯著影響。



    部分結(jie)果展示  


        

微生物多樣性檢測之稀疏曲線圖

圖1 稀疏曲線分析


微生物多樣性分析之Venn圖

圖2 Venn圖


微生物多樣性分析之物種豐度分布圖

 圖(tu)3 物(wu)種豐度(du)分布圖(tu)


 微生物多樣性分析之熱圖

圖4 熱圖分析


 微生物多樣性分析之CCA

圖5 CCA分析 



    實(shi)驗(yan)結(jie)論   



    結果表明，我(wo)國亞熱帶水(shui)稻土(tu)鐵還(huan)原細(xi)菌(jun)的(de)(de)多樣(yang)性主要取決于作(zuo)物(wu)輪(lun)作(zuo)的(de)(de)確定，另外，水(shui)稻土(tu)的(de)(de)酸堿(jian)度和碳氮比也對細(xi)菌(jun)群落組成的(de)(de)變化有著(zhu)重要影響。


原文索(suo)引：Peng QA, Shaaban M, Wu Y, et al. The diversity of ironreducing bacteria communities in subtropical paddy soils of China[J]. AppliedSoil Ecology, 2016, 101:20–27.