Front. Microbiol:全球厌氧氨氧化细菌分布---生物信息知识分享

Link: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2019.02583/full

Online: 12 November 2019

Journal: Frontiers in Microbiology

IF: 4.259

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生态中心祝贵兵老师组的文章，考察了全球湿地、旱地、地下蓄水层和雪地四种生境中的厌氧氨氧化(anammox)细菌丰度，样本来自六大洲10个国家。

对肼合成酶(hydrazine synthase，HZS)功能基因进行高通量扩增子测序。

结果表明在不同生境的序列中，假丝酵母属(Candidatus Brocadia)占80.0% ~ 99.9%，是全球范围内的优势属。Jettenia-like是第二丰富的一类，在所有序列中所占比例不超过19.9%。

旱地、湿地和地下含水层样品群落组成和多样性相似，雪样品差异最大。局部尺度因子解释的比例较高，确定性过程在调节anammox细菌的群落组成方面作用更强。

地下水含水层在四种生境类型中基因丰度较高，共生网络最复杂，可能是厌氧氨氧化细菌的首选生境。基于发生率分析表明anammox细菌之间几乎没有竞争。

可以推断环境因素如厌氧和稳定的条件，而不是基质的限制，可能是决定anammox细菌群落的重要因素。

提出三个问题：

(i) anammox细菌的全球分布模式如何?

(ii)生境如何影响anammox细菌的群落结构?

(iii)anammox细菌最适合的栖息地是什么?这种偏好的潜在机制是什么?

方法

样本来自四个不同的生态系统，包括A旱地、B湿地、C地下水和D雪。

旱地和湿地代表了地球表面两种最活跃和差异最大的生态系统。地下水和雪分别代表地表以下和地表以上的栖息地。

数字为样本量，一共89个样本。

对HZS进行高通量测序和qPCR。

测序数据质控后使用BioEdit转化为氨基酸序列，90%相似度聚类为OTU。每个OTU的代表序列用过与NCBI的hzsB数据库比对得到物种信息。

结果及思路

图1，测序结果

A, 丰度heatmap: 优势物种

B, NMDS: 优势种在不同生境的差异

C. VPA：不同尺度环境因子对群落的贡献

图2，qPCR结果。

A，不同生境hzsB基因绝对值

B，环境因子和hzsB基因相关性

图3，测序结果

A，不同生境alpha多样性

B，不同生境NMDS

图4，测序结果

基于优势种Spearman相关性的网络。保留r>0.8, P-value< 0.05的结果，Gephi可视化。A旱地、B湿地、C地下水和D雪。蓝色正相关，红色负相关。

评论

本文思路清晰，文章短小精悍,值得学习。

很符合我的阅读习惯，读起来很舒服。

对于提出的三个问题，

(i) anammox细菌的全球分布模式如何?

图1A，B回答

(ii)生境如何影响anammox细菌的群落结构?

图1C，图2回答

(iii)anammox细菌最适合的栖息地是什么?这种偏好的潜在机制是什么?

图3，4回答

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