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Microbial Diversity in Cerrado Biome (Neotropical Savanna) Soils塞拉多是南美最大的熱帶草原，其地貌從熱帶草原過渡到森林，構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)區(qū)，但其真正的生態(tài)系統(tǒng)多樣性仍然是不清晰的。本研究利用核糖體RNA基因測序和宏基因組測序，針對(duì)該地區(qū)四個(gè)不同區(qū)域里兩季的土壤真菌、細(xì)菌、古菌的多樣性進(jìn)行研究。揭示其遺傳水平上的多樣性，將有助于理解微生物間的相互作用及未來氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。兩季：干季（09.2010）,濕季（02.2011）；四地：cerrado denso, cerrado sensu stricto, campo sujo, gallery forest；（每個(gè)取樣點(diǎn)三個(gè)重復(fù)）細(xì)菌16S rDNA：787F/1492R；古菌16S rDNA：751F/UA1406R；真菌18S rDNA: EF4F/Fung5R測序平臺(tái)：GS FLX+ Titanium system (454 Life Sciences Corporation, Branford, CT, USA).GS FLX Titanium Rapid Library MID Adapters Kit (454 Life Sciences)1、不同植被地貌的細(xì)菌、古菌、真菌群落組成細(xì)菌：濕季相對(duì)于干季而言，在門水平上，AD3, WPS-2, Planctomycetes, Verrucomicrobia,及Chloroflexi的相對(duì)豐度明顯減少，而Proteobacteria相對(duì)豐度顯著增加（圖1）。圖1 兩季四地土壤細(xì)菌群落門水平相對(duì)豐度 (a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils；
古菌：除cerrado denso地區(qū)外，Thermoprotei 為主要的綱。Thermoprotei在campo sujo及cerrado sensu stricto的旱季豐富而在gallery forest soils中雨季更為豐富（圖2）。圖2 兩季四地土壤古菌群落門、綱水平相對(duì)豐度(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils；
真菌：不同地區(qū)真菌的群落結(jié)構(gòu)在濕季和干季之間也有著較大的變化（圖3）。圖3 兩季四地土壤真菌群落門水平相對(duì)豐度(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils.通過遺傳距離和ANOSIM分析（圖4）表明，土壤真菌、細(xì)菌、古菌的群落組成在干季和濕季有較大的差異。圖4 兩季四地土壤真菌、細(xì)菌、古菌群落結(jié)構(gòu)差異PCoA分析細(xì)菌：(a) unweighted UniFrac distance , (b) Canberra distance;古菌：(c) unweighted UniFrac distance，(d) Canberra distance；真菌：(e) unweighted UniFrac distance and (f) Canberra distance.cerrado denso (CD), campo sujo (CS), cerrado sensu stricto (SS), gallery forest (MG) soils.Solibacteres, Acidobacteria subgroup 6, Chloroflexi, Betaproteobacteria, AD3及hermoleophilia在雨季隨土壤含水量增加而減少；而Alphaproteobacteria,Gammaproteobacteria, Acidobacteriales, Sphingobacteria, Pedosphaerae 和 Gemmatimonadetes隨土壤含水量增加而增加。圖5 土壤含水量和12個(gè)門水平優(yōu)勢細(xì)菌的相關(guān)性分析
基于SEED數(shù)據(jù)庫，利用MG-RAST對(duì)微生物群落進(jìn)行功能分析表明，濕季和干季之間土壤微生物的固氮及硫化物氧化功能沒有明顯的差異。然而氨基酸及其衍生物、DNA/蛋白質(zhì)代謝、細(xì)胞循環(huán)功能在雨季明顯增加。(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sens ustricto, (d) gallery forest soils1、土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化與可利用的水分具有明顯的相關(guān)性。2、干季和濕季土壤含水量的變化影響微生物的功能多樣性。3、文章闡明了植被覆蓋和土壤水分的變化對(duì)熱帶草原土壤微生物群落的影響。1、揭示了干季和濕季土壤含水量的變化與微生物功能多樣性之間的聯(lián)系。2、本研究不僅選取了4種不同植被地貌，而且劃分出干濕兩季，設(shè)計(jì)合理全面。3、結(jié)合16S rDNA測序和Meta宏基因組測序等多元測序方法，具有很好的理論價(jià)值。1）銳翌基因采用Illumina HiSeq PE250測序策略對(duì)16S rDNA 的V3-4區(qū)或多種單可變區(qū)進(jìn)行測序，數(shù)據(jù)質(zhì)量更高（Q30≥90%），而且測序通量顯著提高；再加全面升級(jí)的分析內(nèi)容，和高大上的網(wǎng)頁版結(jié)題報(bào)告，給各位新老客戶完美的測序體驗(yàn)。2） 宏基因組測序使用的是最新的Illumina Hiseq平臺(tái)，對(duì)宏基因組測序我們具有以下優(yōu)勢：· 全面的研究方案：對(duì)測序結(jié)果組裝分析后，得到微生物群體基因組及功能、分析微生物群體中物種和基因的多樣性和豐度，微生物菌落結(jié)構(gòu)與宿主（或環(huán)境）之間的相互關(guān)系等。· 更合理的研究方法：在分析過程中，采用一些更為準(zhǔn)確的方法，從而得到更為可靠的分析結(jié)果。· 新的分析方法：增加了最前沿的MGS等宏基因組分析的方法，對(duì)樣品中的信息得到更大的解析。
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