人粪便和阴道菌群16S rRNA基因Illumina MiSeq平台和NovaSeq平台测序结果的比较

Illumina MiSeq是最常用的人体共生菌群16S rRNA基因高通量测序平台之一,NovaSeq是Illumina最新推出的、通量更高的测序平台。虽然两个平台的测序原理相同,但软硬件和试剂有差异,目前尚不清楚在两个平台进行16S rRNA基因测序得到的人体共生菌群alpha和beta多样性结果的异同。本研究分别在两个平台对10个人粪便样本和8个人阴道拭子样本的16S rRNA基因V3-V4区进行PCR扩增、建库和测序,用统一的生物信息学流程处理数据。在相同测序深度下,NovaSeq检测到更多的低丰度细菌;在门、纲、目、科、属和扩增子序列变体(amplicon sequence variant,ASV)水平上,两个平台检测到的优势细菌的种类一致,且相对丰度呈显著正相关,同一样本中若干优势细菌的丰度在两个平台之间有显著差异。在两个平台之间,所有样本的alpha多样性指数Shannon、Pielou′s evenness、观测到的ASV数以及粪便样本的Faith′s PD指数呈显著正相关,前3个alpha多样性指数的绝对数值有显著差异。在beta多样性方面,所有样本的菌群整体结构在两个平台之间没有显著差异,两个平台鉴定的粪便菌群和阴道菌群之间的差异细菌大多数(23个ASV中的19个)是相同的。以上结果表明,对于人粪便样本和阴道拭子样本,MiSeq和NovaSeq平台不改变不同样本之间优势细菌丰度、alpha多样性指数和beta多样性的相对差异,但相同样本在两个平台测定的细菌的种类数目和丰度、alpha多样性指数的绝对数值会有显著差异。

基于高通量测序对塔克拉玛干沙漠南缘2种多年生植物根际细菌及真菌群落结构的研究

本研究利用高通量测序法(Miseq测序平台)对塔克拉玛干沙漠南缘2种多年生植物根际土壤微生物进行初步研究。结果表明,骆驼刺根际土壤中细菌分为16门、33纲、67目、129科、320属,柽柳根际土壤中细菌分为14门、30纲、66目、125科、335属;骆驼刺根际土壤中真菌分为8门、13纲、36目、58科、104属,柽柳根际土壤中真菌分为8门、13纲、34目、59科、92属。2种植物根际微生物群落结构种间存在差异,真菌差异大于细菌且丰度高。

Biostyr曝气生物滤池的沿程微生物多样性

采用高通量测序Illumina MiSeq方法对Biostyr曝气生物滤池(BAF)沿程微生物多样性进行研究,分析了滤池内不同高度样品中菌群类别、群落组成及不同样品间物种差异及进化关系等;同时测定各高度样品的COD、NH_4^+-N和磷变化规律,与微生物特性进行了对应性分析。结果表明,Biostyr曝气生物滤池优势菌群主要为拟杆菌、疣微菌门、厚壁菌门和变形菌门,滤池沿程微生物的变化主要表现在数量上的变化,而群落结构的变化不明显,这是沿程理化条件变化引发微生物在空间上发生变化的结果。

石油污染对土壤细菌结构特征的影响

[目的]探究准东油田地区石油污染对土壤细菌结构特征的影响。[方法]提取准东油田的背景土和油污土中的细菌DNA并进行PCR扩增,利用Miseq平台对其16S r DNA进行测序统计。[结果]总共得到93 033个细菌16S rRNA有效序列,划分为371个OTU单元;样品中优势菌群是放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门在背景样本中总数为29 732个,污染样本中为8 097个,数量剧减;变形菌门和放线菌门在石油污染土样中数目分别增长70%和47%;污染样品中多样性shannon指数平均为3.77,高于背景样品的2.77。[结论]证明了石油污染物对环境中的细菌结构影响显著,石油污染土壤中细菌结构多样性高于背景土壤,环境中能降解利用石油烃的菌种可能属于放线菌门和变形菌门。

松嫩平原盐碱土细菌群落结构及环境互馈关系

【背景】松嫩平原盐碱土中孕育着能抗衡外界盐碱双重胁迫的细菌群。【目的】通过分析松嫩平原盐碱土的理化性质、细菌群落组成及其主控环境因子,为阐明未培养细菌在盐碱土的生物地球化学循环过程中的作用和定向培养功能细菌提供数据支持。【方法】以松嫩平原西部的黑龙江省大庆和吉林省的松原、白城3个地区采集的21份盐碱土样为样本,以细菌16S rRNA基因V4高变区为靶向序列,应用Illumina MiSeq平台,结合生物信息学手段进行深入解析。【结果】松嫩平原盐碱土属于“苏打型(Na^(2+)CO_(3)和NaHCO_(3)^(-))”,主要含Na^(2+)和K^(+)及HCO_(3)^(-),pH范围为8.47–10.40。黑龙江省大庆市萨尔图区DC11样本细菌的多样性最高,而黑龙江省肇州县DC2样本的多样性最低。21个样本中的细菌群被归为26个门423个科845个属。其中,以放线菌门(47.3%)、变形菌门(30.3%)、绿弯菌门(7.5%)、芽单胞菌门(7.0%)、拟杆菌门(2.5%)、厚壁菌门(1.7%)和酸杆菌门(1.5%)为主(共计97.8%)。在科水平上,通过聚类热图和主成分分析(principal component analysis,PCA),21个样本被分为3组。冗余分析(redundancy analysis,RDA)发现总盐、Na^(2+)、HCO_(3)^(-)含量和pH是影响细菌群落组成的主要环境因子。【结论】松嫩平原盐碱土中栖息繁殖多种类型的细菌群,可为微生物及其基因等资源的开发利用提供理论基础。