微生物多樣性分析堆肥

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

微生物多樣性簡介微生物多樣性研究方法綜述多樣性測序案例第二頁，共三十頁，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，共三十頁，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高通量時代分子生物學手段Pacbio(2009)單菌分離培養(yǎng)第四頁，共三十頁，2022年，8月28日測序原理454Miseq第五頁，共三十頁，2022年，8月28日高通量研究多樣性技術(shù)路線第六頁，共三十頁，2022年，8月28日

DNA質(zhì)檢：檢測DNA質(zhì)量及濃度預(yù)實驗：摸索PCR條件，盡量用最少的循環(huán)數(shù)擴增，減少PCR擴增對樣品豐度的影響。同時將各個樣品起始模板量均一化正式實驗：使用高保真酶，最大程度的減少PCR過程引入的堿基變化。每個樣品經(jīng)歷3個批次的PCR擴增，降低偶然誤差帶來的影響。使用雙barcode進行上機測序。精確定量：精密儀器加上多年積累的經(jīng)驗，保證后期數(shù)據(jù)產(chǎn)出的均一性（我們的承諾）第七頁，共三十頁，2022年，8月28日測序完要做哪些分析？第八頁，共三十頁，2022年，8月28日土壤建議土鉆法，按“S”型選取6點土樣，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，或濾膜樣本，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，共三十頁，2022年，8月28日常見問題樣本量？橫坐標：樣品量；縱坐標：抽樣后OTU數(shù)目。利用物種累積曲線可以作為對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，可以進行數(shù)據(jù)分析。Specaccum物種累積曲線第十頁，共三十頁，2022年，8月28日常見問題樣品來源測序量(細菌)參考文獻土壤1-2萬pnas,2013,110(16)6548–6553.水樣>1萬TheISMEJournal(2013)7,210–220沉積物>1萬MarinePollutionBulletin72(2013)181–187測序量稀釋性曲線（Rarefactioncurve）第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日可變區(qū)引物與16S全長比對結(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)該選取哪個測序區(qū)域？常見問題第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日Effectsofnanoscalezero-valentironparticlesonbiologicalnitrogenandphosphorusremovalandmicroorganismsinactivatedsludge期刊名稱：JournalofHazardousMaterialsIF：9.267發(fā)表時間：2013不同濃度納米粒子對活性污泥中微生物群落組成的影響第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日測序平臺：454pyrosequencinganalysis測序區(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作為對照），最終體積為200mL。實驗設(shè)計第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日NZVI顆粒對細菌群落組成的影響物種組成第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日PCA結(jié)果高濃度NZVI處理組與對照組的微生物群落結(jié)構(gòu)存在差異PCA分析第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日多樣性分析要回答的問題

單個物種（"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，共三十頁，2022年，8月28日單個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，共三十頁，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分析多樣品比對樹狀圖Cytoscape關(guān)聯(lián)分析3D-PCoA分析第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日單個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，共三十頁，2022年，8月28日宏基因組研究基因組DNA高變區(qū)測序功能注釋及功能分類基因預(yù)測代謝通路比較基因組學分析串聯(lián)組學物種分類物種豐度系統(tǒng)進化廣義：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)境中全部細菌和真菌基因組。第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日宏基因組測序平臺的選擇環(huán)境樣品基因組DNA構(gòu)建SE文庫emPCR454測序片段化方案2片段化構(gòu)建PE文庫構(gòu)建MP文庫橋式PCRMiSeq測序HiSeq測序方案1可選第二十二頁，共三十頁，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)分析進化分析Read-based

metagenomeAssemble-based

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

期刊名稱：PlosOneIF：9.267發(fā)表時間：2013不同時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，共三十頁，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

測序平臺：

Roche454GSFLX實驗設(shè)計第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日ZC1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，共三十頁，2022年，8月28日

物種組成第二十八頁，共三十頁，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。CO