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【案例解讀】家庭極端環(huán)境中微生物知多少?

2017-03-03

該研究于2016年發(fā)表于期刊《Peer.J》上

(最新影響因子:2.183)


研究背景:

在之前的研究中很多微生物都因為不可培養(yǎng)使得我們無從得知它們的信息,而高通量測序技術(shù)的誕生為我們開啟了微生物組研究的大門。很多地球上極端環(huán)境中的微生物都是通過這種方法獲得鑒定。除了地球上廣為人知的極端環(huán)境之外,我們?nèi)祟愖≌衅鋵嵰泊嬖谥恍O端生境,比如處于極端溫度、pH和理化條件下的熱水器等生境,其中的微生物群落的分布和物種組成特征尚且未知。


研究方法:

樣本來源:羅利達(dá)勒姆都市6個住宅中10處標(biāo)準(zhǔn)化極端生境中的水樣,包括洗碗機(jī)(極端溫度)、熱水器(極端溫度)、洗衣機(jī)(極端pH、極端化學(xué)環(huán)境),通過拭子或吸管進(jìn)行取樣。

測序平臺:Roche 454 FLX(16S rRNA基因V4區(qū))

本文通過高通量測序技術(shù),對細(xì)菌/古菌16S rRNA基因進(jìn)行測序,為我們揭示了人類住宅中某些極端環(huán)境下的微生物群落的多樣性組成譜,并解析了不同極端生境菌群的相互作用關(guān)系。


研究結(jié)果:

OTU累積曲線和稀疏曲線顯示,極端溫度條件下比極端pH和極端化學(xué)環(huán)境下的微生物多樣性更高;極端溫度環(huán)境比一般溫度環(huán)境微生物更多樣;極端pH條件下的微生物多樣性也更高;但極端化學(xué)環(huán)境下的微生物多樣性則較低。


NMDS分析結(jié)果顯示出多種極端環(huán)境之間的相互關(guān)系,在極端溫度環(huán)境與極端pH環(huán)境或極端化學(xué)環(huán)境共存時,微生物群落的組成與其他多重環(huán)境下差異明顯。以A、B圖為例,極端溫度環(huán)境與極端pH環(huán)境共存時,相比極端溫度環(huán)境+非極端pH環(huán)境、非極端溫度環(huán)境+極端pH環(huán)境或者非極端溫度環(huán)境+非極端pH環(huán)境,物種組成明顯不同。


Beta多樣性分析也表明,在極端溫度與極端pH環(huán)境或極端化學(xué)環(huán)境共存時,微生物群落呈現(xiàn)出截然不同的物種組成。


住宅普通環(huán)境中遍布的微生物物種中,有44%與極端環(huán)境下的微生物物種不同。同時,有20個物種只存在于極端環(huán)境中,其中,有9種在三種極端環(huán)境下都存在,有5種只存在于極端溫度環(huán)境中。


研究結(jié)論:

綜上所述,雖然住宅中極端環(huán)境下的微生物比周圍環(huán)境下的微生物都要少,但是也有相當(dāng)多樣化的物種存在于各種極端生境。同時,不同極端環(huán)境共存時,微生物群落的組成具有明顯差異,尤其是當(dāng)極端溫度與極端pH或極端化學(xué)環(huán)境共存時,微生物的物種種類最少。

參考文獻(xiàn)

Savage AM, Hills J, Driscoll K, Fergus DJ, Grunden AM, Dunn RR. PeerJ.(2016). Microbial Diversity of Extreme Habitats in Human Homes. Sep 13;4:e2376.

原文鏈接:https://peerj.com/articles/2376/

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