基于454和Illumina高通量测序平台对长江口邻近海域沉积物微生物群落的比较分析

作为第二代测序技术的主要平台, 454和Illumina测序方法在微生物核酸分析方面有着广泛应用。本研究以16S rRNA基因为标靶, 分别采用454和Illumina测序技术对长江口邻近海域表层沉积物中的微生物DNA进行分析, 通过对序列长度、微生物群落多样性及组成进行比较, 分析两种方法在沉积物微生物群落结构研究方面的适用性。结果表明, Illumina测序获得的序列数和OTU数要多于454, 其中获得的OTUs中以非优势菌群为主。Illumina与454相比能够检出更多微生物菌群, 且检测到的稀有菌群占有较大比例。综上可知, Illumina测序技术在分析微生物群落多样性及物种组成方面要优于454测序技术, 454的长序列优势并未能体现出来, 且454测序技术可能低估了微生物组成及其多样性。     

海洋沉积物中硫酸盐还原菌和硫氧化菌群落分析方法的比较

硫酸盐还原菌(sulfate-reducing prokaryotes,SRP)和硫氧化菌(sulfur-oxidizing prokaryotes,SOP)在硫的生物地球化学循环中发挥着极为重要的作用.本文以SRP作为高丰富度高多样性菌群代表,针对于SRP所共有的异化型亚硫酸盐还原酶(dissimilatory sulphite reductase,DSR)中的β亚基基因(dsr B),通过克隆文库技术、454高通量测序技术和Illumina高通量测序技术对其群落特征进行比较分析.结果表明,Illumina高通量测序技术优于454高通量测序技术和克隆文库技术,特别在低丰度物种的检测方面,Illumina高通量测序技术具有明显优势.以SOP soxB基因(~750 bp)作为较长基因片段的代表,分别采用454高通量测序技术和Illumina单端高通量测序技术对SOP群落组成和多样性信息进行比较分析,结果表明,454高通量测序技术在读长上的优势并未体现出来,而Illumina单端高通量测序技术优于454高通量测序技术.     

嘉陵江滨岸带不同土地利用类型对土壤细菌群落多样性的影响

通过明确嘉陵江滨岸带不同土地利用土壤细菌群落多样性的差异,为嘉陵江流域合理的土地开发和资源保护提供理论参考依据.在四川段嘉陵江滨岸带选取自然林地、农业用地、泥土湿地和沙土湿地这4种土地利用类型设置样地,基于第二代高通量测序技术研究不同土地利用类型土壤细菌群落的多样性、结构组成、功能类型及其影响因素.结果表明:①不同土地...     

分子生态学技术用于反硝化微生物群落研究的进展

反硝化微生物是地球氮循环的主要参与者,利用反硝化酶的编码基因,结合现代分子生态学技术,已成为研究环境中反硝化微生物的主要方法。该文介绍了传统的测序技术和新兴高通量测序技术的优缺点,综述了运用分子生态学技术对反硝化微生物开展研究的情况,也对未来分子生态学技术及其在反硝化微生物识别和反硝化作用机理方面的研究进行了展望。     

底泥营养物通量研究进展

介绍了底泥通量3种研究方法,即底泥营养物通量实验方法、底泥营养物通量现场方法．稳态底泥营养物通量数学模型研究;分析了其特点及应用。归纳了国内外底泥营养物通量量值范围;在此基础上对底泥营养物通量研究作了进一步的评价和总结。     

海洋环境低水位加速腐蚀研究进展

以海洋环境中一个非常重要的局部腐蚀形式——低水位加速腐蚀(ALWC)为对象,自其检测、发生原因、防护三个方面就国内外的文献报告进行综述分析。在检测方面,首先介绍了常用的宏观观察这一被动形式,并突出其特征,然后介绍了利用海水中可溶性无机氮含量作为ALWC发生概率预测这一主动形式,分析其优势与不足。在发生原因方面,在对将ALWC认定为一种典型的微生物腐蚀(MIC)形式的认知过程进行介绍之后,重点分析了微生物对ALWC作用机制不清晰的原因,并建议在后续研究中突出动态演变过程,结合高通量测序等分子生物学技术,确定在不同的阶段影响ALWC的关键微生物,且进一步在大气-海水体系下研究典型菌株及其协同作用的影响,提出微生物对ALWC的作用机制。在防护方面,根据新建和已建钢结构设施分别对传统和针对ALWC所具有的MIC与局部腐蚀特性的新型高效防护方法进行了介绍,并分析了防护方法的优缺点。     

冰川微生物资源研究进展

冰川是较为独特的生态环境,由于其低温、寡营养,为生命大分子物质的保存提供较为理想的环境。而这种极端环境中的微生物有其特殊性。从冰川微生物新种报道、冰川微生物相关产物(冰结合蛋白和低温酶类)的挖掘、耐辐射菌、未培养微生物资源开发4个方面介绍了冰川微生物资源的研究进展。未来还需在培养方法、新的宏基因组技术如高通量测序和生物勘探等方面加以改进,还应在可利用资源的实际应用性等方面做进一步深入研究。     

土壤宏基因组学研究方法与应用

宏基因组学是一门研究环境中全部遗传物质的学科,它为研究未培养微生物、寻找新功能基因和开发新活性物质提供了重要手段,其技术流程包括DNA的提取、宏基因组文库的构建和筛选。该文综述了土壤宏基因组研究基本流程,介绍了第二代测序平台及基因芯片技术在土壤宏基因组研究中的应用,并对其研究应用前景进行了展望。     

新乡市镉污染土壤细菌群落组成及其对镉固定效果

重金属污染土壤中具有丰富的微生物群落组成,为生物修复提供了微生物资源.本研究以新乡市某电池厂周边Cd污染土壤为研究对象,采用高通量测序和平板分离方法分析其细菌群落组成.传统培养方法表明新乡市重金属污染土壤细菌由厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门这4个门,芽孢杆菌属、节杆菌属和根瘤菌属等30个属组成;高通量测序表明,其由变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等25门及400属组成.相较于培养方法,高通量测序群落组成更为丰富.基于高通量测序的分子生态网路分析表明其关键细菌分别为Arthrobacter、Marmoricola、Nocardioides、Ferruginibacter、Flavitalea、Nitrospira和Lysobacter等组成.对分离的159株可培养菌株进行Cd摇瓶吸附实验,结果表明Aneurinibacillus、Arthrobacter和Bacillus等11个属的30株菌具有较好地固定效果.效果验证实验表明,Ochrobactrum sp. 1-6、Bacillus sp.2-11和Pseudomonas sp.1-9等6株高效菌株能提高青菜(鸡毛菜)生物量、降低青菜不同组织中的Cd含量.本研究为新乡市重金属污染土壤修复提供菌种资源,同时为重金属污染土壤细菌群落和功能提供参考依据.     

平板膜-生物反应器中膜的优选

将膜特性与膜-生物反应器(MBR)运行状况相结合,进行3种膜的优选. 对3种膜进行膜表面形态、孔径、孔隙率及水通量、临界通量的测定,同时将其置于MBR中进行短期高通量连续恒流运行及长期低通量间歇恒流运行,考察2种运行模式下的跨膜压差(TMP)平均增长率(Δp). 结果表明:具有平整表面、最小孔径、高孔隙率、高水通量以及高临界通量的A膜在MBR长期运行中表现出最低的膜污染速率,因此确定A膜为3种膜中的最优膜;在优选具有工程适应性的膜时,应采用长期间歇恒流运行的方法.