微生物多樣性分析堆肥

微生物多樣性分析堆肥第一頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日主要內(nèi)容

微生物多樣性簡(jiǎn)介微生物多樣性研究方法綜述多樣性測(cè)序案例第二頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日環(huán)境微生物微生物數(shù)量最多、范圍最廣元素循環(huán)與微生物相互作用

了解各系統(tǒng)中微生物的組成、掌握系統(tǒng)的能量代謝及發(fā)揮的功能至關(guān)重要第三頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日多樣性研究手段發(fā)展史454(2005)Illumina(2006)Miseq(2011)19901960DGGET-RFLPClonelibrary高通量時(shí)代分子生物學(xué)手段Pacbio(2009)單菌分離培養(yǎng)第四頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日測(cè)序原理454Miseq第五頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日高通量研究多樣性技術(shù)路線第六頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日

DNA質(zhì)檢：檢測(cè)DNA質(zhì)量及濃度預(yù)實(shí)驗(yàn)：摸索PCR條件，盡量用最少的循環(huán)數(shù)擴(kuò)增，減少PCR擴(kuò)增對(duì)樣品豐度的影響。同時(shí)將各個(gè)樣品起始模板量均一化正式實(shí)驗(yàn)：使用高保真酶，最大程度的減少PCR過程引入的堿基變化。每個(gè)樣品經(jīng)歷3個(gè)批次的PCR擴(kuò)增，降低偶然誤差帶來(lái)的影響。使用雙barcode進(jìn)行上機(jī)測(cè)序。精確定量：精密儀器加上多年積累的經(jīng)驗(yàn)，保證后期數(shù)據(jù)產(chǎn)出的均一性（我們的承諾）第七頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日測(cè)序完要做哪些分析？第八頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日土壤建議土鉆法，按“S”型選取6點(diǎn)土樣，混合均勻后分裝于封口試管中，液氮固定，-80℃保存。水體

建議采集底泥，或?yàn)V膜樣本，混合均勻后分裝于封口試管中，液氮固定，-80℃保存。常見問題如何取樣第九頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日常見問題樣本量？橫坐標(biāo)：樣品量；縱坐標(biāo)：抽樣后OTU數(shù)目。利用物種累積曲線可以作為對(duì)樣品量是否充分的判斷，曲線急劇上升表明樣品量不足，需要增加抽樣量；反之，則表明抽樣充分，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Specaccum物種累積曲線第十頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日常見問題樣品來(lái)源測(cè)序量(細(xì)菌)參考文獻(xiàn)土壤1-2萬(wàn)pnas,2013,110(16)6548–6553.水樣>1萬(wàn)TheISMEJournal(2013)7,210–220沉積物>1萬(wàn)MarinePollutionBulletin72(2013)181–187測(cè)序量稀釋性曲線（Rarefactioncurve）第十一頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日可變區(qū)引物與16S全長(zhǎng)比對(duì)結(jié)果V1-V28F-338R高估V6967F-1046R高估V3338F-530R低估V71046F-1220R低估V7-V81046F-1392R低估V4530F-805R接近V5-V6805F-1046R接近V6-V7967F-1220R接近Youssef,N.etal.Comparisonofspeciesrichnessestimatesobtainedusingnearlycompletefragmentsandsimulatedpyrosequencing-generatedfragmentsin16SrRNAgene-basedenvironmentalsurveys.Appliedandenvironmentalmicrobiology75,5227–5236(2009)該選取哪個(gè)測(cè)序區(qū)域？常見問題第十二頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日Effectsofnanoscalezero-valentironparticlesonbiologicalnitrogenandphosphorusremovalandmicroorganismsinactivatedsludge期刊名稱：JournalofHazardousMaterialsIF：9.267發(fā)表時(shí)間：2013不同濃度納米粒子對(duì)活性污泥中微生物群落組成的影響第十三頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日測(cè)序平臺(tái)：454pyrosequencinganalysis測(cè)序區(qū)域：16SV1~V3區(qū)取樣：活性污泥+50mL合成廢水以及NZVI顆粒（后者濃度分別設(shè)為0，20，50和200mg/L，其中0作為對(duì)照），最終體積為200mL。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第十四頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日NZVI顆粒對(duì)細(xì)菌群落組成的影響物種組成第十五頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日PCA結(jié)果高濃度NZVI處理組與對(duì)照組的微生物群落結(jié)構(gòu)存在差異PCA分析第十六頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日多樣性分析要回答的問題

單個(gè)物種（"single"species）豐度在不同樣品中是否有差異?微生物群落結(jié)構(gòu)（community"structure"）在不同組樣品間是否有差異？某些環(huán)境因子（environmental"variables"）是否能解釋這些差異?第十七頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日單個(gè)物種豐度在不同樣品中是否有差異?群落結(jié)構(gòu)組分柱狀圖群落Heatmap圖Venn圖第十八頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日微生物群落結(jié)構(gòu)在不同組樣品間是否有差異？PCA分析NMDS分析多樣品比對(duì)樹狀圖Cytoscape關(guān)聯(lián)分析3D-PCoA分析第十九頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日單個(gè)物種豐度在不同樣品中是否有顯著差異?LEfSe分析Metastats分析第二十頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日宏基因組研究基因組DNA高變區(qū)測(cè)序功能注釋及功能分類基因預(yù)測(cè)代謝通路比較基因組學(xué)分析串聯(lián)組學(xué)物種分類物種豐度系統(tǒng)進(jìn)化廣義：特定環(huán)境下所有生物遺傳物質(zhì)的總和。狹義：生態(tài)環(huán)境中全部細(xì)菌和真菌基因組。第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日宏基因組測(cè)序平臺(tái)的選擇環(huán)境樣品基因組DNA構(gòu)建SE文庫(kù)emPCR454測(cè)序片段化方案2片段化構(gòu)建PE文庫(kù)構(gòu)建MP文庫(kù)橋式PCRMiSeq測(cè)序HiSeq測(cè)序方案1可選第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日分析流程與策略組成分析差異分析關(guān)聯(lián)分析網(wǎng)絡(luò)分析進(jìn)化分析Read-based

metagenomeAssemble-based

metagenome第二十三頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日分析內(nèi)容COG注釋KEGGGO注釋第二十四頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日MetagenomicAnalysisofaTropicalCompostingOperationattheSa?oPauloZooParkRevealsDiversityofBiomassDegradationFunctionsandOrganisms

期刊名稱：PlosOneIF：9.267發(fā)表時(shí)間：2013不同時(shí)期堆肥微生物的變化及生物降解過程發(fā)揮的功能第二十五頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日樣品選擇：

Sa?oPauloZooParkcompostingfacilityZC1樣品采自堆肥開始的第8天，65.8℃，pH7.0ZC2樣品采自堆肥開始的第60天，67.2℃，pH7.0

測(cè)序平臺(tái)：

Roche454GSFLX實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第二十六頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日Z(yǔ)C1樣品中含量最豐富的門是ProteobacteriaZC2樣品中含量最豐富的門是Firmicutes物種組成第二十七頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日

物種組成第二十八頁(yè)，共三十頁(yè)，2022年，8月28日樣品ZC1和ZC2中片段所注釋到的COG功能相似，但是樣品ZC1降解纖維素的能力要比樣品ZC2強(qiáng)。CO