高通量测序分析小清河济南段微生物群落结构

利用高通量测序技术,对小清河济南段上、中、下游的水体和沉积物中微生物群落进行监测,分析不同河段微生物群落的特征以及环境因子相关性,筛选与氨氮降解相关的微生物群.结果表明:变形菌门、放线菌门、蓝藻门是丰度相对较高的三大类微生物群,睦里庄、辛丰庄断面的微生物群落与水体酸碱度及溶解氧呈正相关,与氨氮、总氮、生化需氧量及化学需...     

基于高通量测序的液态奶中微生物多样性研究

目的 为探究不同液态奶样品中微生物的菌群组成和其多样性。方法 采用高通量测序技术对液态奶中细菌16S rRNA的V₃-V₄区进行测序,研究了四组液态奶样品在门水平和属水平的菌群结构。结果 四组样品中共有分类操作单元(Operational Taxonomic Unit, OTU)数目为119个,独有的OTU数分别占15.0%、6.85%、8.86%和12.35%。在门水平,厚壁菌门和变形菌门是四组液态奶的共有菌门,其中4组样品中厚壁菌门的相对丰度分别为38.9%、73.8%、20.9%、29.6%,变形菌门的相对丰度分别为46.9%、10.0%、28.0%、17.2%;在属水平,4组液态奶中的优势菌属分别是芽孢杆菌属、短波单胞菌属;芽孢杆菌属;Cloacibacterium和寡养单胞菌属;芽孢杆菌属、微杆菌属和异常球菌属。结论 四组样品在门水平的菌群组成基本相似。属水平上,液态奶中含有的不动杆菌属、芽孢杆菌属和克雷伯氏菌属属于嗜冷菌,这些菌属可以导致液态奶发生腐败变质等现象。这为今后探索液态奶中腐败菌防治措施提供重要依据。     

高通量测序揭示某石化固废填埋场污染对土壤微生物群落结构和功能的影响

石油化工行业产生大量固体废物,包含有毒有害污染物,其填埋处置可能对周边环境造成潜在危害,亟待开展石化固废填埋场对周边环境的影响研究．本文选择中国北方某石化固废填埋场作为研究对象,采用16S rDNA和宏基因组高通量测序技术揭示填埋场土壤微生物群落结构和功能特征,评估其对周边土壤微生物的影响．研究结果表明:填埋场土壤微生物群落结构较背景点存在差异,属水平上,Solirubrobacter等丰度降低;Mycobacterium、Sphingomanas、Arthrobacter和Bradyrhizobium等丰度增加;同时其微生物群落功能也区别于背景点,直系同源蛋白簇（COG）注释到高丰度的生物学功能,不仅有助于维持微生物正常的生理活动,也可帮助其适应外源污染胁迫;与背景点相比,填埋场土壤差异表达的基因功能与微生物对于污染胁迫的降解反应及毒性响应相关．填埋场构筑的防渗墙以及低渗透性介质条件能够有效地降低填埋场污染对于周边土壤微生物群落结构和功能的影响．相关性分析证实污染胁迫,特别是多环芳烃污染胁迫,是填埋场土壤微生物群落结构和功能改变的重要原因．      

基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构

利用高通量测序技术对阳极生物膜的微生物群落结构进行了分析.实验结果表明,高通量测序能够高效地获取电化学生物膜的群落结构信息,产电模式菌Geobacter属在生物膜中占据着优势地位,其数量比例达到30%左右,其次的主要菌属为Thermovirga,Thauera和Syntrophorhabdus.对比电化学活性丧失前后的生物膜发现,虽然Geobacter菌属在丧失了电化学活性的生物膜中仍然占据统治地位,但是放线菌门的细菌增长显著,其数量比例远高于正常阳极生物膜的0.5%,有可能是抑制生物膜电化学活性的因素之一.     

Illumina高通量测序分析百合内生真菌群落多样性

百合具有较高的药用食用价值,研究发现它的许多内生菌代谢产物有进一步开发利用的潜能,深入了解百合内生真菌群落结构与多样性,有助于发现新菌种以及具有特定功能的内生菌代谢产物。以ITS区的rDNA为靶标序列,采用Illumina MiSeq测序技术分别对百合叶片(bhy417)、百合茎秆(bhj417)和百合地下鳞茎(bhl417)三个样品的内生真菌群落结构组成和多样性进行测定分析。经过分析有以下结果:三个样品共得到用于后续样品分析的436394条有效序列和122205709个碱基;样品bhy417的内生真菌群落丰富度最大;三个样品之间的内生真菌群落多样性差异不显著、群落结构不同;球腔菌属Mycosphaerella、外囊菌属Taphrina、炭疽菌属Colletotrichum、散斑壳属Lophodermium、壳二孢属Ascochyta、Zymoseptoria属、Catenulostroma属、Phaeophleospora属、Endoconidiophora属、Hormonema属、乌氏霉属Uwebraunia、Capnobotrylla属、丛赤壳属Neonectria、长毛盘菌属Trichophaea等在样品中丰度较高。FUNGuild功能预测结果显示,百合内生真菌包括以下功能菌群:植物病原菌、动物病原菌、腐生菌、未定义腐生菌、内生菌、木材腐生菌、地衣寄生菌等。研究结果表明百合有丰富的内生真菌定殖,其中的植物病原菌以及一些目前还未鉴定出来的菌将可能对百合生防菌以及具特定功能代谢产物的研发提供帮助。     

内源激活剂驱油藏内微生物菌群结构变化分析

油藏内源功能微生物的激活能有效提高采油效率。其中激活后功能微生物的群落变化分析及相关代谢基因丰度的变化对内源激活剂的筛选及激活机理研究具有重要的指导意义。本实验利用高通量测序技术准确分析了内源激活剂注入井（WJW199.1）和对照井（WJW202）中内源微生物（包括古菌和细菌）基于门、纲、属水平的种群多样性和群落结构。结果表明采出水中Thaumarchaeota门的古菌占主导,而丰度最高的细菌属于Proteobacteria门和 Firmicutes门。不管对于古菌还是细菌,注入井中的微生物多样性都远高于对照井,说明激活剂的添加有效激活了其中的内源微生物,提高了群落结构多样性。尤其是Pseudomonas,Arcobacter等具有产表活剂能力的功能微生物。同时,硫酸盐还原菌脱硫弧菌属等有害菌被抑制,丰度降低。表明从微生物种群变化的程度来看内源激活剂的注入降低了有害菌的丰度,激活了功能微生物,增强了整体微生物的驱油能力。     

水驱油藏微生物群落结构及影响因素

中国主力油田多已进入开采中后期,其开采难度进一步增大,微生物采油技术具有成本低、效益高、绿色环保等优点,在剩余油进一步提高采收率中具有广泛的应用前景。由于对油藏微生物群落结构认识不足、激活剂配方筛选周期长等问题,限制了微生物驱油技术的现场推广应用。通过分析油藏中群落结构差异及环境因子与优势菌种间的相互作用关系,为定向激活油藏微生物提供基础数据及理论指导。通过物种组成分析、物种多样性分析、主坐标分析(principal coordinate analysis, PCoA)以及冗余分析方法对油藏高通量测序数据进行分析,结果表明A油田注水井和生产井间的物种组成差异较大,L油田的注水井和生产井间的物种组成差异不明显;在物种丰度、物种均度以及物种多样性上,A油田和L油田均表现出差异不明显情况;但在基于属水平的注水井和生产井间的物种相似性上,A油田表现出较低的相似性,而L油田则表现出较高的相似性;环境因子分析中,L油田中的微生物群落与含盐量相关性显著,而A油田中的微生物群落组成则与温度、pH和SO₄^2-浓度显著相关。     

基于大数据的微生物高通量测序

为了探究生活垃圾对其周围土壤中微生物物种、群落组成及丰富度等的影响,实验研究采集了贵阳市某一垃圾填埋场内的伴生土壤、垃圾填埋场近距离土壤、远距离对照土壤进行检测分析。实验基于Illumina Novaseq6000高通量测序平台分析微生物多样性,利用Silva、Unite、NCBI等数据库进行分析。结果表明：3组土壤中的微生物物种多样性都比较丰富,Latescibacteria和Nitrospirae是垃圾填埋场伴生土壤中没有的,未见Rokubacteria。实验结果可以为垃圾渗滤液对土壤中微生物的多样性影响提供数据参照和理论指导。     

自然水体生物膜中微生物群落结构与组成分析

为深入了解自然水体生物膜微生态群落系统中微生物群落的组成与结构。采集松花江吉林江段自然水体生物膜为研究对象,对其中微生物的总DNA进行了提取;之后利用高通量测序技术对生物膜中细菌的16S rDNA基因进行了序列测定。分析了自然水体生物膜中微生物群落组成鉴定和相对丰度。物种分类显示,细菌种类隶属于15个门、31个纲、58个目、80个科和148个属,其中优势类群为变形菌门(Proteobacteria),其相对丰度分为63.50%。     

基于高通量测序分析玉米黄酒微生物多样性

为了探究玉米黄酒在传统发酵过程中微生物群落结构与酒体风味之间的联系,利用高通量测序方法对传统发酵玉米黄酒中微生物群落进行研究,结果表明,黄酒发酵过程中微生物结构高度不一.在门水平下,变形菌门是绝对优势细菌,占比66.41％～86.88％,同时检测到拟杆菌门和放线菌门等.子囊菌门是绝对优势真菌,占比97.42％～99.3...     

江西龙宫洞不同季节土壤微生物群落结构比较

采用非培养法和传统培养法相结合,利用Illumina高通量测序技术对江西省九江市彭泽县龙宫洞微生物的16S rDNA和ITS相关区域进行测序及生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qPCR)对洞穴土壤中细菌和真菌含量进行绝对定量,探究不同季节对洞穴土壤微生物群落结构的影响,同时观察相应可培养微生物分布情况.结果表明:...     

鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构分析

为探究鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构,该文以鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤为研究对象,采取0～15 cm、15～30 cm及30～45 cm深度的土壤,采用Illumina HiSeq高通量测序技术,研究不同深度土壤群落结构及其影响因素.研究结果表明：不同深度土壤样品理化性质和酶活性存在显著差异,随土壤深度的增加呈降低趋势.Pearson相关分析表明鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤理化性质与土壤酶活性之间存在不同程度的相关性.高通量测序结果表明不同深度土壤细菌和真菌群落微生物丰富度及多样性未达到在统计学意义上的差异显著水平(P>0.05),土壤古菌群落微生物多样性随土壤深度的增加而增加.在苔草植被根际土壤中共检测到41个细菌门类,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和硝化螺旋菌门为优势菌门;检测到8个真菌门类,其中子囊菌门、担子菌门和罗兹菌门为优势菌门;检测到10个古菌门类,其中广古菌门、泉古菌门、奇古菌门为优势菌门.冗余分析表明：土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响细菌群落的主要环境因子;土壤有机质、全氮、有效磷和碱解氮含量是影响真菌群落的主要环境因子;土壤有机质、...     

基于高通量测序的不同养殖系统下凡纳滨对虾肠道和水体中微生物的多样性

【目的】研究不同养殖系统对凡纳滨对虾肠道及水体微生物多样性的影响。【方法】以循环养殖系统和非养殖系统下凡纳滨对虾养殖水体及其肠道为研究对象,在养殖30d后采集样品,采用Illumina MiSeq高通量测序样品细菌16SrRNA基因V3+V4区,通过RDP11.3、Greengenes13.8、NCBI 16S Microbial和Customized batabase等数据库进行分析,阐述循环养殖系统的意义和微生物在其中的作用。【结果】养殖期间,不同养殖系统凡纳滨对虾均正常存活。将原始序列优化后对Clean序列进行分析,非循环系统下水体优质序列百分比约81%,肠道中约89%;循环系统下水体优质序列百分比为92%,肠道中为94%。两种养殖系统下水体和肠道细菌在纲水平占绝对优势的是变形菌纲,但各菌群丰度不同;不同的Alpha指数显示出物种间的差异性;通过系统发育树可以看出,不同养殖系统改变了凡纳滨对虾生境中的物种及发育关系,间接阐述微生物在养殖生境中的作用和意义。【结论】通过高通量测序揭示不同养殖系统中微生物菌群的差异以及多样性,对于凡纳滨对虾实际养殖具有指导作用,对阐述养殖过程中微生物和相关疾病的关系具有重要意义。     

织锦巴非蛤育苗期水体菌群结构特征

为探究织锦巴非蛤(Paphia textile)幼体发育各阶段水体菌群的组成和结构特征,为其苗种规模化人工繁育提供理论依据,本研究采用高通量测序技术对幼体在D形幼虫期(HD)、壳顶期(HK)、变态前期(HB)、变态后期(HA)、稚贝期(HZ)的水体菌群进行测序分析。Alpha多样性指数结果表明,HD菌群丰度和菌群多样性均最高,而HZ菌群丰度最低,HB菌群多样性最低。在门分类水平上,幼体发育所有阶段中占优势的细菌门类主要有变形菌门(Proteobacteria)[包括α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)]、拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinobacteriota)。在科分类水平上,红杆菌科(Rhodobacteraceae)和黄杆菌科(Flavobacteriaceae)是整个育苗周期的主导类群;微杆菌科(Microbacteriaceae)相对丰度在HB低于1%,在HA和HZ逐渐增长,分别为9.95%和12.82%;冷形菌科(Cryomorphaceae)相对丰度在HD不足1%,在HK、H...     

末端限制性酶切片段长度多态性分析技术进展

末端限制性酶切片段长度多态性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.类似于其他的分子微生物生态学技术,T-RFLP也有自身的缺陷,本文详细介绍了T-RFLP技术的原理及其解析环境微生物群落的基本流程,简述了近年来T-RFLP技术在群落分析中的研究进展,重点讨论了该技术的局限性及相应的解决办法.     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

燕麦黄酒发酵过程中微生物群落结构变化及对高级醇的影响

燕麦作为一种营养独特的作物,用于酿造黄酒是黄酒酿造研究的一项新的尝试。为进一步探究燕麦黄酒中的高级醇指标、微生物群落结构及其相关性,研究燕麦黄酒特性,本研究应用顶空固相微萃取、气相色谱-质谱联用技术对燕麦黄酒发酵过程中的高级醇变化进行了定量分析,并通过高通量测序检测了燕麦黄酒发酵过程中的微生物群落结构变化。利用统计学原理对高级醇变化与微生物代谢之间的相关性进行预测。燕麦黄酒中共检测到β-苯乙醇、异戊醇等18种高级醇。门水平上,相对丰度最高的细菌和真菌分别是厚壁菌门和子囊菌门;属水平上,相对丰度最高的细菌和真菌分别是乳球菌属和酵母属。高级醇与微生物间共建立869项关联,有297属微生物可能参与高级醇的代谢。本研究表明,以燕麦为原料酿造黄酒不仅可以增加黄酒的品类及原料来源,还可能改善黄酒营养价值;另外,高级醇与微生物之间的关联分析可以预测燕麦黄酒品质特性的生物学机制。     

深圳湾和大鹏湾微生物群落结构及其功能预测比较分析

多样性丰富的微生物对海洋生态系统的稳定起着主导作用,采用Illumina Miseq测序技术,针对深圳大鹏湾和深圳湾,综合比较分析两者的表层海水微生物多样性,预测其微生物生态功能差异。结果表明大鹏湾水体微生物群落的Shannon、Simpson、Chao1和ACE多样性指数及菌群OTUs高于深圳湾的水体。大鹏湾和深圳湾的微生物群落在门水平分别有24和10个菌门,两者主导菌门都为蓝藻细菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门、浮霉菌门,这六个分别占其总微生物群落的99.3%和99.9%。然而各菌门在2个水体中的相对丰度不同,且在纲、目、科、属等分类水平的菌群结果也表明群落组成差异显著,在属水平发现隶属于蓝藻菌门的原绿球藻(60%)主导了深圳湾的表层水体,而大鹏湾的主导蓝藻菌属为未被分离出纯菌株的菌群。代谢功能预测初步揭示了大鹏湾和深圳湾水体微生物的代谢功能有所差异,主要体现在生物降解功能、脂质代谢、酶系统和碳水化合物代谢等方面。该研究为认识海洋微生物多样性与海域生态系统的保护修复提供基础数据和理论支撑。