基于16SrRNA_DNA分析的土壤微生物生态学效应_黄进勇

基于拟杆菌16S rRNA基因进行微生物溯源的研究进展
梁红霞;余志晟;刘如铟;张洪勋;吴钢
【期刊名称】《中国环境科学》
【年(卷),期】2018(38)11
【摘要】微生物溯源方法可利用粪便中的微生物区分来自人或动物的粪便污染.其中,拟杆菌以其丰度高、不能体外繁殖和宿主特异性强等优势被广泛应用于微生物溯源研究中.本文以拟杆菌16S rRNA基因为标记物,总结了拟杆菌及其标记物在环境中的衰减、拟杆菌引物的敏感性和特异性以及分子生物学技术在微生物溯源中的运用,可为粪便污染源解析提供一定的科学参考依据.
【总页数】10页(P4236-4245)
【作者】梁红霞;余志晟;刘如铟;张洪勋;吴钢
【作者单位】中国科学院大学资源与环境学院,北京100049;中国科学院大学资源与环境学院,北京100049;中国科学院大学资源与环境学院,北京100049;中国科学院大学资源与环境学院,北京100049;中国科学院生态环境研究中心,北京100085【正文语种】中文
【中图分类】X172
【相关文献】
1.16S rRNA基因序列在分枝杆菌分类鉴定的研究进展 [J], 刘佳文;吕红艳;吴雪琼
2.基于16S/18S rRNA基因文库技术研究酿醋大曲固态发酵过程中微生物群落结构演变 [J], 刘雄;甘兴;罗立新
3.基于16S rRNA基因分析双斑东方鲀肠道
微生物多样性 [J], 雷阳;王松刚;陈钰;姜尧;郑毅
4.基于拟杆菌特异性16S rRNA基因的塘坝型饮用水污染溯源研究 [J], 张曦;朱昌雄;冯广达;朱红惠;郭萍
5.基于16S rRNA基因的枯草芽孢杆菌PCR快速检测方法的建立 [J], 李天芝;于新友;沈志强
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红树林土壤细菌和古菌的16S红树林土壤中细菌和古菌的16S基因研究：揭示物种多样性与环境适应性红树林是一种独特的生态系统，富含生物多样性。

其中，土壤微生物在其生态功能的发挥中扮演着重要角色。

作为生态系统的重要组成部分，土壤细菌和古菌的16S基因研究对于了解红树林的生态特性具有重要意义。

本文旨在探讨红树林土壤细菌和古菌的16S基因，进一步理解其物种多样性与环境适应性。

在过去的研究中，已有多位学者对红树林土壤细菌和古菌的16S基因进行了深入研究。

他们通过基因测序技术，揭示了红树林土壤中细菌和古菌的物种多样性以及不同环境下的序列差异。

这些研究还对红树林土壤微生物的进化关系进行了探讨，并对其功能进行了初步注释。

本研究采用Illumina MiSeq平台进行测序，对红树林土壤细菌和古菌的16S基因进行测序分析。

我们收集了不同红树林土壤样本，提取其总DNA。

然后，通过PCR扩增16S基因片段，并进行纯化和建库。

采用MiSeq平台进行测序，得到原始序列数据。

通过分析原始序列数据，我们得到了红树林土壤细菌和古菌的16S基因序列。

进一步的数据处理和可视化分析显示，红树林土壤中存在着丰富的细菌和古菌物种多样性，且不同红树林间的物种组成存在一定的差异。

我们还发现了一些具有特殊适应性的细菌和古菌，例如能够在高盐度环境下生存的物种。

这些发现为我们深入了解红树林土壤微生物的生态功能提供了基础。

我们的研究发现，红树林土壤细菌和古菌的16S基因序列在不同红树林间存在差异，这可能与它们对环境的适应性有关。

例如，某些特殊环境下生存的物种可能在其生境中具有更高的竞争力和生存能力。

我们还发现了一些与环境特性密切相关的功能注释，进一步证实了这些微生物在红树林生态系统中的重要功能。

这与先前的研究结果相一致，进一步证实了我们的结论。

通过对红树林土壤细菌和古菌的16S基因研究，我们发现其物种多样性与环境适应性之间存在密切关系。

这些发现不仅有助于我们更好地理解红树林生态系统的运行机制，也为今后研究提供了重要的参考依据。

基于16SrRNA测序技术的微生物组多样性分析研究第一章入门概述在微生物学领域，了解微生物组的多样性和组成的重要性越来越受到关注。

通过对微生物组中微生物物种的鉴定和数量的测定，能够帮助我们了解微生物在不同环境中的生态功能及其对宿主的影响。

而基于16SrRNA测序技术的微生物组研究，可以直接从微生物的遗传信息入手，不但速度快、准确性高，而且可以在不同层次上研究微生物组的多样性。

本文主要介绍基于16SrRNA测序技术的微生物组多样性分析研究的基本原理、方法以及相应的应用。

第二章基本原理16S rRNA是所有细菌和古菌都具备的一种RNA，位于小亚基的30S核糖体亚基上。

其序列具有高度的起始和终止保守性，而在两端之间则存在一定的变异性。

早期16S rRNA序列的研究表明，它的高度保守性和存在变异性的特点可以用来鉴定不同的细菌和古菌，从而对微生物的分类、系统发育和进化关系进行研究。

近年来，随着高通量测序技术的不断发展，人们开始采用基于16SrRNA的高通量测序技术来研究微生物组的多样性和组成。

基于16SrRNA测序技术的微生物组研究，主要基于对微生物16SrRNA基因序列的测序和分析。

这种技术可以通过对不同体系样本中的微生物16SrRNA基因进行PCR扩增，获得大量的16SrRNA序列信息，从而对微生物组的多样性和组成进行深入研究。

第三章方法流程基于16SrRNA测序技术的微生物组分析方法主要包括样品采集、总DNA提取、16SrRNA基因的PCR扩增、高通量测序、序列质量控制、OTU聚类、分类学注释和多样性分析等若干步骤。

1. 样品采集微生物组研究的第一步是采集样品。

不同的研究目的和需要不同的样品类型，快速、高效、准确的样品采集对于后续的研究至关重要。

对于土样等环境样品，我们应该考虑样品中微生物细胞在不同深度的分布情况，采集不同深度的样品，尽可能地覆盖样品中的全部微生物种群。

对于丰富样品，如粪便、口腔、皮肤表面等，我们需要考虑样品中微生物群落在患者或者宿主的年龄、性别、健康状态等方面差异，采集不同个体的样品进行相应比较。

土壤微生物群落及其功能的高通量测序技术研究土壤微生物群落是指土壤中的各种微生物（包括细菌、真菌、古菌和叶绿体、线粒体等小型生物）的总称。

它们以其丰富的分类、种群丰度和多样性，被认为是维持土壤生态系统功能和养分循环的关键因素。

因此，研究土壤微生物群落及其功能对于理解土壤生态系统功能和土壤质量的影响具有重要意义。

随着高通量测序技术的发展，特别是基于16SrRNA等功能基因的测序技术，研究土壤微生物群落及其功能的研究进展迅速。

高通量测序技术通过从土壤样品中提取DNA或RNA，利用PCR扩增目标基因片段，并通过高通量测序仪器获取海量的序列数据。

这些数据可以揭示出土壤微生物的多样性、丰度、功能以及微生物间的相互作用等信息。

研究土壤微生物群落及其功能的高通量测序技术主要包括以下几个方面：1. 多样性分析：通过对测序数据进行聚类、物种多样性指数计算和Beta多样性分析等统计方法，可以了解土壤微生物群落的物种组成、多样性和相对丰度等信息。

2.功能注释：通过比对测序数据与数据库中的功能基因序列进行比对，可以对土壤微生物的功能进行注释，如其参与的代谢途径、功能基因的存在与否等。

3.生态功能研究：通过分析测序数据中的功能基因组成和它们的相互作用网络等信息，可以预测土壤微生物群落对养分循环、有机物降解、抗性基因传播等功能的影响。

4. 基因表达研究：通过转录组测序（RNA-seq）等技术，可以研究土壤微生物群落在不同环境条件下的基因表达变化，以及参与重要生态功能的关键基因的表达情况。

5.网络分析和预测模型：通过将多个生态学和统计学方法相结合，可以构建微生物间相互作用网络，预测土壤微生物群落的养分循环、有害物分解等功能，并为土壤生态系统的管理和保护提供决策支持。

总之，高通量测序技术在研究土壤微生物群落及其功能方面具有重要的应用潜力。

通过揭示土壤微生物群落的多样性、丰度、功能以及微生物间的相互作用，可以深入理解土壤生态系统的功能和稳定性，并为保护、修复和提高土壤质量提供科学依据。

16srrna基因技术在油藏微生物生态研究中的应用
16S rRNA基因技术是一种用于微生物分类和地球环境微生物
群落结构研究的重要方法。

在油藏微生物生态研究中，16S rRNA基因技术被广泛应用于发现、鉴定和研究油藏中的微生
物群落。

首先，通过对油藏中微生物群落的16S rRNA基因进行测序和
分析，可以获得不同微生物群落的组成和多样性信息。

这有助于了解油藏中微生物的种类、数量和相对丰度等关键生态信息，从而揭示微生物群落的结构和功能。

其次，16S rRNA基因技术可以用于鉴定油藏中的微生物。

通
过比对16S rRNA基因序列数据库，可以确定微生物的分类和
系统发育位置，从而识别油藏中存在的不同微生物种类。

此外，16S rRNA基因技术还可以帮助研究油藏中微生物的代
谢功能和生态作用。

通过分析16S rRNA基因的功能区域，可
以推断微生物的功能特性，如产酸、产气、产聚合物降解酶等，从而揭示微生物对油藏生态系统中有机物转化、油藏酸化和生物降解等方面的影响。

综上所述，16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中起着
重要作用。

它可以提供关于微生物群落结构、种类、数量和功能等方面的重要信息，有助于深入理解油藏微生物的生态特性和作用机制，为油藏开发和油藏环境管理提供科学依据。

16S rRNA论文疾病诊断论文环境保护论文：16S rRNA基因应用研究进展【摘要】16s rrna分析的实验技术为微生物生态学的研究提供了新的研究方法，因此越来越多的学者利用16s rrna 进行各种实验的研究并取得了骄人的成绩。

本文对16s rrna 基因的获得做一简单介绍，重点介绍16s rrna基因的应用。

16s rrna在细菌菌种鉴定、环境保护、疾病诊断等方面都取得了很好的研究进展，不久的将来16s rrna基因将会为人类做出更大的贡献。

【关键词】16s rrna；菌种鉴定；疾病诊断；环境保护前言随着遗传学、分子生物学、细胞生物学等学科的迅速发展，越来越多的新方法和新技术被应用于分子水平研究领域。

在这样的背景下，16s rrna基因的研究无论在广度和深度上都取得了显著的成就，16s rrna基因技术的应用在微生物多样性、微生物种群分析、重要基因的发现、以及遗传物质在微生物之间或微生物与非生物环境之间相互关系等方面均做出了巨大的贡献，并开辟了微生物生态学研究新的领域。

关于16s rrna基因方面的综合性论述尚未见报道，本文将为该领域的进一步研究提供必要的综合信息。

1 16s rrna基因的简介:细菌rrna按沉降系数分为3种，分别为5s、16s和23s rrna。

其中位于原核细胞核糖体小亚基上的16s rrna长约1540bp，结构和碱基排列复杂度适中，较易于进行序列测定和分析比较。

16s rdna是细菌染色体上编码16s rrna相对应的dna序列，存在于所有细菌染色体基因中，它的内部结构由保守区及可变区两部分组成，因此可用pcr扩增其相应的rdna片断，来快速、灵敏地检测样品中是否存在某些细菌或致病菌，或进行细菌多样性分析。

2 16s rrna基因在细菌菌种鉴定中的应用:1977年c.woese通过对各种生物的rrna进行分析，认为16s rrna 基因及其类似的rrna基因序列作为生物系统发育指标最为合适，提出了可将自然界的生命分为细菌、古菌和真核生物三域（domain），揭示了各生物之间的系统发育关系，使微生物学进入到成熟时期，因此许多研究采用测16s rrna基因部分序列的方法进行多样性分析。

土壤细菌16SrRNA基因变异型及其与植被的相关研究
杨官品;朱艳红;陈亮;薛小乔
【期刊名称】《应用生态学报》
【年(卷),期】2001(12)5
【摘要】绕过细菌的分离培养 ,直接提取土壤DNA ,扩增、克隆土壤细菌群体的16S核糖体RNA基因 (16SrD NA) .根据该基因各种变异类型的限制性片段长度多型性 ,分析土壤细菌分子遗传多样性及其与植被的相互关系 .植被的改变影响土壤养分 ,进而改变土壤细菌群落结构 .土壤细菌遗传多样性和分化能反映植被的变化 .【总页数】4页(P757-760)
【关键词】细菌;16S核糖体RNA基因;限制性片段长度多型性;植被;变异类型;土壤养分
【作者】杨官品;朱艳红;陈亮;薛小乔
【作者单位】湖北大学生命科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q933;S158.381
【相关文献】
1.16SrRNA及相关技术用于临床细菌鉴定的研究进展 [J], 叶乃芳(综述);王中新(审校)
2.高寒草甸群落地表植被特征与土壤理化性状、土壤微生物之间的相关性研究 [J], 王长庭;龙瑞军;王根绪;刘伟;王启兰;张莉;吴鹏飞
3.CPPS患者前列腺液细菌16SrRNA基因及白细胞数与临床疗效的相关性研究[J], 陈修德;金讯波;夏庆华;赵勇;蒋绍博;郑宝钟
4.基于16SrRNA的肝郁血虚型失眠患者口腔微生态与中医舌象的相关性研究 [J], 刘梦;王曦廷;李峰;谭丽博;李杰;关静
5.土壤细菌遗传多样性及其与植被类型相关性研究 [J], 杨官品;男兰;贾海波;朱艳红;刘英杰;张凯
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基于16SrRNA基因高通量测序方法分析多花黄精内生细菌群落结构及多样性作者：蔡媛刘浩王勇庆谢景黄建华劳嘉贺炜张水寒来源：《湖南中医药大学学报》2020年第07期〔摘要〕目的采用高通量測序技术分析多花黄精内生细菌的多样性及菌群结构。

方法通过蒽酮-硫酸法测定多糖含量，采用通用引物对细菌16S rRNA高可变区（V3-V4区）进行PCR扩增，运用Illumina Miseq PE250高通量测序技术对扩增子进行测序，并用QIIME等软件对测序序列进行生物信息学分析。

通过Spearman相关性分析菌群与多糖含量的相关性。

结果多花黄精内生菌测序共获得90 628条有效序列和5 287个OTU，稀释曲线和Coverage指数反映测序结果比较全面地覆盖了多花黄精内生细菌群落。

Alpha多样性分析表明，其内生细菌多样性程度高。

在门水平，其优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（Acidobacteria）。

属水平，核心菌群由鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）、链霉菌属（Streptomyces）组成。

PICRUSt基因预测表明，多花黄精内生细菌以代谢功能为主，主要包括能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢等。

通过Spearman 相关性分析，在属水平共得到19个菌群与多糖含量相关，其中3个属呈正相关，16个属菌群呈负相关。

结论多花黄精内生细菌的多样性程度高，存在多种不同种类的细菌，且菌群与多糖含量相关。

该研究解析了多花黄精内生细菌的多样性、丰度及主要菌属，对深入研究多花黄精内环境有一定指导意义。

〔关键词〕多花黄精;16S rRNA;内生细菌;多样性;群落结构〔中图分类号〕R284.1 〔文献标志码〕A 〔文章编号〕doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2020.07.013〔Abstract〕 Objective To analyze the bacterial diversity and their community structure from Polygonatum cyrtonema using high-throughput sequencing technology. Methods The polysaccharide content was determined by anthrone-sulfuric acid method. PCR amplification of 16S rRNA high variable region （V3/V4 region） of bacteria was performed by using universal primers. The sequencing of amplicons was conducted by using Illumina Miseq PE250 high-throughput sequencing technology， and bioinformatics analysis of sequencing sequences was performed using software such as QIIME. The correlation between endophytic bacteria and polysaccharide was analyzed by spearman correlation. Results A total of 90 628 effective sequences and 5 287 OTUs were obtained from the sequencing of endophytic bacteria in Polygonatum cyrtonema， and the dilution curve and coverage index reflected that the sequencing results comprehensively covered the endophytic bacterial community of Polygonatum cyrtonema. Alpha diversity analysis showed that the endophytic bacteria were highly diverse. At the level of the phylum， the dominant bacteria were Proteobacteria，Actinobacteria， Gemmatimonadetes， Firmicutes， and Acidobacteria. At the genus level， the core flora consists of Sphingomonas， Gemmatimonas， and Streptomyces. The PICRUSt gene prediction indicated that endophytic bacteria of Polygonatum cyrtonema were mainly metabolized，including energy metabolism， carbohydrate metabolism， and amino acid metabolism. Through spearman correlation analysis， the polysaccharide content associated with endophytic bacteria were obtained 19 bacterias at genus level. Among them， three genera were positively correlated and 16 genera were negatively correlated. Conclusion The diversity of endophytic bacteria in Polygonatum cyrtonema is high. There are many different kinds of bacteria， and the flora is related to polysaccharide content. The study analyzed the diversity， abundance and main genus of endophytic bacteria of Polygonatum cyrtonema， which has certain guiding significance for deep study on the internal environment of Polygonatum cyrtonema to quality.〔Keywords〕 Polygonatum cyrtonema; 16S rRNA; endophytic bacteria; diversity; community structure多花黄精为百合科（Liliaceae）黄精属（Polygonatum Mill.）多年生草本植物，以其根茎入药，在我国拥有悠久的药用历史，具有补气养阴、健脾、润肺、益肾等功效[1]。

基于16S rRNA和宏基因组高通量测序的微生物多样性研究共3篇基于16S rRNA和宏基因组高通量测序的微生物多样性研究1微生物多样性是生态学和环境科学中的一个重要研究领域，而对于微生物多样性的深入研究有助于对于地球生态系统中微生物的生态角色以及生物多样性的维持等问题进行深入探讨。

因此，本文将介绍一种用于分析微生物多样性的技术——基于16S rRNA和宏基因组高通量测序。

首先，我们来介绍一下16S rRNA这一基因。

16S rRNA是原核生物（细菌和古菌）中的16S小亚基的一部分。

这一结构在生物进化过程中相对保守，这意味着不同的物种会在16S rRNA片段中具有不同的序列差异，而这些序列差异可以用来进行物种鉴定和分类。

因此，利用16S rRNA序列可以快速准确地鉴定不同的细菌和古菌种类。

其次，宏基因组测序是指对于微生物群落中所有的基因进行高通量测序，从而可以全面地了解微生物群落的结构和功能特征。

宏基因组测序的优势在于可以同时分析多种微生物种类，包括细菌、古菌、真菌、原虫等，并且检测到微生物群落中新出现或新消失的物种，有助于对于微生物群落的动态变化进行监测。

接下来，我们来谈一谈如何利用这两种技术进行微生物多样性分析。

首先，可以从样品中提取DNA，并将其用聚合酶链式反应（PCR）扩增16S rRNA基因片段。

通过对PCR产物进行测序，可以得到一系列16S rRNA序列。

这些序列可以通过序列比对和物种分析软件进行物种鉴定和分析，从而了解微生物群落中不同物种的存在情况、数量以及相互之间的关系。

同时，宏基因组测序也可以用于微生物多样性研究。

宏基因组测序可以检测到微生物群落中每个细胞的基因组信息，并且可以同时分析多种微生物种类，从而提高其检测微生物多样性的能力。

使用宏基因组测序，可以获得微生物群落中不同基因的信息，包括种群结构、代谢途径、抗生素和毒素代谢等微生物功能信息。

这些信息有助于对于微生物群落在不同环境下的适应性以及对于环境的影响力进行深入探究。