2017-05-26
最近，派森诺生物和山东大学合作，在开放获取期刊《PeerJ》（最新影响因子2.183）发表论文，探讨了亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化菌（Nitrite-dependent anaerobic methane oxidation，n-damo）在我国北部废水处理厂和农田两大生态环境中的分布特征。
研究背景
甲烷和一氧化二氮都是重要的温室气体，而废水处理厂和农田是温室气体产生的两大重要来源。厌氧甲烷氧化菌（Anaerobic methane oxidation，AMO）是最近才发现的一类微生物，被认为具有减少温室气体排放的应用潜力。其中，亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化菌（n-damo）具有独特的碳代谢和氮代谢机制，能将甲烷和一氧化二氮分别转化为二氧化碳和氮气。分类学上，目前认为n-damo微生物属于NC10门下的“Candidatus Methylomirabilis oxyfera（M. oxyfera）”。
研究目的
目前，人们已从多种自然环境来源中富集培养获得了M. oxyfera，但是对于废水处理厂和农田这两大产生温室气体的重要来源中，该类群微生物的多样性特征和物种组成分布仍缺乏足够的认识。本研究即通过多种分子生物学方法，结合高通量测序技术，对我国北部废水处理厂和农田中的n-damo微生物群落的多样性组成谱进行了深入研究。
研究方法
测序技术：Roche 454 GS-FLX Titanium高通量测序平台
测序模式：基于巢式PCR方法的M. oxyfera特异性16S rRNA基因片段测序
实验对象：我国北部的某稻田样本（PF）、玉米地样本（CF）、废水处理厂污泥样本（WS）和实验室规模的厌氧污泥反应器样本（EC）各一例
4例样本的理化性质数据表
研究结果
本研究首先通过FISH荧光原位杂交分析发现，不同样本中的M. oxyfera细菌含量差异巨大。其中，EC样本中的n-damo微生物含量明显极其丰富。荧光定量PCR的结果也印证了这一发现。
FISH荧光原位杂交分析结果。红色表示M. oxyfera特异性探针的杂交结果，绿色为细菌总体的杂交结果。A & E，PF；B & F，CF；C & G，EC；D & H，WS。
荧光定量PCR分析结果。
随后，通过454高通量测序，4例样本分别得到11,017~14,814条高质量序列。通过Alpha多样性指数分析进一步发现，这4例样本的多样性水平按从高到低排序依次为：PF >CF >EC>WS。
4例样本在门水平的组成分布。
属水平最优势的25个分类单元的丰度分布热图。
总结
本研究通过一系列分子生物学实验、富集培养实验，并结合高通量测序技术，阐明了n-damo微生物类群在不同环境样本中的多样性水平、分布特征和数量差异，并通过实验摸索发现了M. oxyfera的生物学活性和最适生长条件，为进一步探究该类群微生物在减少温室气体排放方面的应用价值提供了实验依据。
本研究的测序和数据分析工作由上海派森诺生物科技股份有限公司完成。
文章索引
Hu and Ma (2016), Distribution and characteristic of nitrite-dependent anaerobic methane oxidation bacteria by comparative analysis of wastewater treatment plants and agriculture fields in northern China. PeerJ 4:e2766; DOI 10.7717/peerj.2766
点击原文链接，查看原文献：https://peerj.com/articles/2766
