科學網—功能微生物類群多樣性檢測研究獲進展

2020-11-25 科學網

 

本報訊 在高度複雜的環境微生物群落中，承載生物地球化學循環的特定功能微生物類群往往具有高度的多樣性，這種功能上的冗餘使得微生物群落面對環境劇烈變化時具有較強的適應性和穩定性。然而，以單一16S rRNA基因或者以功能基因為主的高通量測序均無法實現特定微生物功能類群的多樣性檢測。

中國科學院生態環境研究中心環境生物技術重點實驗室鄧曄研究組對最新開發的測序技術——細胞內融合基因技術（epicPCR）進行了方法優化，同時對採集於10個西藏鹽湖底泥的硫酸鹽還原功能菌群的多樣性進行了研究，其研究結果近期發表在《自然》旗下在線雜誌Microbiome上。

硫酸鹽還原是生態圈中一個重要的硫循環過程，雖然承載這一功能的硫酸鹽還原菌通過分離培養已經得到了很多，但自然狀態下的硫酸鹽還原菌（SRP）多樣性尚未得到充分的鑑定。該研究先通過油水混合體系對底泥中的原核微生物進行單細胞水平的分離，在細胞內對16S rRNA基因和表徵硫酸鹽還原能力的dsrB基因進行基因融合PCR，最後對融合產物的進行高通量測序。

研究結果顯示，共檢測到10個湖泊的微生物物種數量為12519個，其中硫酸鹽還原菌為883個，整個微生物群落和硫酸鹽還原菌類群的α-多樣性呈顯著正相關。統計分析結果表明，採樣當月的pH值和平均溫度是整個微生物群落的環境決定因素，而硫酸鹽還原菌功能類群主要受到平均溫度和總氮的驅動。

針對篩選出的120個高豐度的硫酸鹽還原菌物種構建進化關係樹，其結果表明，這些高豐度的SRP-OTU與17個描述的門相關，其中只有7個廣為認可的硫酸鹽還原菌門，表明西藏鹽湖區還存在著許多未發現的硫酸鹽還原菌類群。

該研究的第一作者是中科院生態中心博士生秦化宇。（呂小羽）

相關論文信息：DOI：10.1186/s40168-019-0688-4

《中國科學報》 (2019-05-21 第7版 生態環境)

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