土壤代謝組 | 不可不知的土壤分子生態學研究手段-技術前沿-資訊-生物在線

土壤代謝組 | 不可不知的土壤分子生態學研究手段

作者:上海中科新生命生物科技有限公司 2021-05-21T09:26 (訪問量:6612)

土壤是自然界最復雜的生態系統之一,是多介質相互作用的復雜環境,具有過程多樣性和各向分異性特征。采用非靶向代謝組學方法對土壤中的小分子代謝譜進行分析,具有高通量、高靈敏度的特點,同時也可結合土壤微生物組高通量測序等多組學手段,有助于研究從微生物群落結構和功能到代謝途徑的變化。

土壤代謝物來源

(1)土壤微生物對于環境中物質如有機質的代謝分解

(2)土壤中的植物根系分泌物

(3)土壤微生物本身的內源性代謝物

(4)外來污染物

土壤代謝組應用領域

土壤代謝組研發實測數據

· 實驗流程:

· 鑒定數目:380+

· 檢測結果中代謝物分類歸屬信息:

圖1 實測土壤代謝組檢測結果1

圖2 實測土壤代謝組檢測結果2

(注:不同類型土壤的檢測結果差異較大)

· 代謝物實測結果示例:

土壤多組學經典研究案例

New insights into the responses of soil microorganisms to polycyclic aromatic hydrocarbon stress by combining enzyme activity and sequencing analysis with metabolomics

Environmental Pollution IF= 6.792

· 背景:

多環芳烴 (PAHs) 是土壤中普遍存在的污染物,主要是由化石燃料或其他有機物質的不完全燃燒排放產生的,多環芳烴污染會擾亂土壤生態環境,對土壤生物和人類造成嚴重的致癌、致畸和致突變風險,從而極大地限制了土壤利用。微生物是評價土壤健康的重要指標。作者通過比較高濃度PAHs污染后的土壤中的微生物的種類和豐富、土壤代謝物的區別,去探究土壤質量和污染物之間的聯系。

· 主要實驗方法:非靶向代謝組學 & 16S高通量測序

· 主要結論:

(1) 多環芳烴脅迫處理組ST和對照組CK土壤中微生物相比,根狀桿菌顯著富集,而鞘氨醇桿菌、分枝桿菌、馬西萊氏菌、芽孢桿菌和假桿菌等顯著減少,革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌更容易受到多環芳烴脅迫。

(2) 多環芳烴脅迫極大地抑制了脂質代謝,影響了碳水化合物代謝、氨基酸代謝和次級代謝物合成。

(3) 構建差異微生物和差異代謝物的相關性網絡,結果發現,變形菌門和擬桿菌門、嗜熱菌門、變形桿菌門等和甾醇、黃烷酮、**甾醇、3-羥基丁酸等代謝物表現出強相關性,提示這些微生物可能是對多環芳烴脅迫的不同反應的關鍵驅動因素。

· 原文鏈接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749119335237

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