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【案例解读】家庭极端环境中微生物知多少?

2017-03-03

该研究于2016年发表于期刊《Peer.J》上

(最新影响因子:2.183)


研究背景:

在之前的研究中很多微生物都因为不可培养使得我们无从得知它们的信息,而高通量测序技术的诞生为我们开启了微生物组研究的大门。很多地球上极端环境中的微生物都是通过这种方法获得鉴定。除了地球上广为人知的极端环境之外,我们人类住宅中其实也存在着一些极端生境,比如处于极端温度、pH和理化条件下的热水器等生境,其中的微生物群落的分布和物种组成特征尚且未知。


研究方法:

样本来源:罗利达勒姆都市6个住宅中10处标准化极端生境中的水样,包括洗碗机(极端温度)、热水器(极端温度)、洗衣机(极端pH、极端化学环境),通过拭子或吸管进行取样。

测序平台:Roche 454 FLX(16S rRNA基因V4区)

本文通过高通量测序技术,对细菌/古菌16S rRNA基因进行测序,为我们揭示了人类住宅中某些极端环境下的微生物群落的多样性组成谱,并解析了不同极端生境菌群的相互作用关系。


研究结果:

OTU累积曲线和稀疏曲线显示,极端温度条件下比极端pH和极端化学环境下的微生物多样性更高;极端温度环境比一般温度环境微生物更多样;极端pH条件下的微生物多样性也更高;但极端化学环境下的微生物多样性则较低。


NMDS分析结果显示出多种极端环境之间的相互关系,在极端温度环境与极端pH环境或极端化学环境共存时,微生物群落的组成与其他多重环境下差异明显。以A、B图为例,极端温度环境与极端pH环境共存时,相比极端温度环境+非极端pH环境、非极端温度环境+极端pH环境或者非极端温度环境+非极端pH环境,物种组成明显不同。


Beta多样性分析也表明,在极端温度与极端pH环境或极端化学环境共存时,微生物群落呈现出截然不同的物种组成。


住宅普通环境中遍布的微生物物种中,有44%与极端环境下的微生物物种不同。同时,有20个物种只存在于极端环境中,其中,有9种在三种极端环境下都存在,有5种只存在于极端温度环境中。


研究结论:

综上所述,虽然住宅中极端环境下的微生物比周围环境下的微生物都要少,但是也有相当多样化的物种存在于各种极端生境。同时,不同极端环境共存时,微生物群落的组成具有明显差异,尤其是当极端温度与极端pH或极端化学环境共存时,微生物的物种种类最少。

参考文献

Savage AM, Hills J, Driscoll K, Fergus DJ, Grunden AM, Dunn RR. PeerJ.(2016). Microbial Diversity of Extreme Habitats in Human Homes. Sep 13;4:e2376.

原文链接:https://peerj.com/articles/2376/