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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

    派森諾生物與武漢紡織大學彭其安老師攜手合作,應用高通量測序的方法及宏基因組分析手段對不同類型水稻土中鐵還原細菌的多樣性變化做了相關研究。



     前沿導讀




     通過對四種不同樣品:潛江市水稻油菜輪作土壤(QR)與水稻淹水期土壤(QF),咸寧市稻油菜輪作土壤(XR)與水稻淹水期土壤(XF))的土壤進行分析,研究土壤之中微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   



    利用高通量測序分析手段,探究不同輪作植物的水稻土中是否含有對Fe3+還原過程中有顯著影響的特殊鐵還原細菌種類。

    研究對象   



 
    細菌

    研究方法   




    研究人員選取不同地點,不同輪作方式的水稻土壤樣品共四種,每種樣品用螺旋鉆采集深度0-15cm的土層樣品各10份,用N2處理備用。

    測序平臺   



 
    Illumina Miseq平臺

    測序區域   



 
    16S rRNA基因V4

    分析內容   



 
    稀疏曲線分析、alpha 多樣性分析、venn圖、物種豐度分布圖、熱圖分析、CCA分析

    實驗結果   


    1、利用高通量測序的技術鑒定到鐵還原細菌中比較稀有的門分類細菌,如Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria,Nitrospira, Spirochaetes與 Verrucomicrobia

    2、在鐵還原細菌中相對豐度占有比較高的ProteobacteriaSphingomonasPandoraeaAzospira均是發現;
    3、SphingomonasPandoraea與 Azospira等可能參與了水稻土中Fe3+的還原過程;

    4、CCA分析結果顯示土壤酸堿度對XR水稻土樣品中的鐵還原細菌結構有顯著影響。



    部分結果展示  


        

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3 物種豐度分布圖


 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 



    實驗結論   



    結果表明,我國亞熱帶水稻土鐵還原細菌的多樣性主要取決于作物輪作的確定,另外,水稻土的酸堿度和碳氮比也對細菌群落組成的變化有著重要影響。


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

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