epicPCR技術拓展對硫酸鹽還原菌的認知

　　在高度復雜的環境微生物群落中，承載生物地球化學循環的特定功能微生物類群往往也具有高度的多樣性，這種功能上的冗余使得微生物群落面對環境劇烈變化時具有較強的適應性和穩定性。然而，以單一16S rRNA基因或者以功能基因為主的高通量測序均無法實現特定微生物功能類群的多樣性檢測。中國科學院生態環境研究中心環境生物技術重點實驗室鄧曄研究組對最新開發的測序技術-細胞內融合基因技術（epicPCR）進行了方法優化，同時對采集于十個西藏鹽湖底泥的硫酸鹽還原功能菌群的多樣性進行了研究，其研究結果近期發表在Springer Nature出版社的在線雜志Microbiome上。

　　硫酸鹽還原是生態圈中一個重要的硫循環過程，雖然承載這一功能的硫酸鹽還原菌通過分離培養已經得到了很多，但自然狀態下的硫酸鹽還原菌（SRP）多樣性尚未得到充分的鑒定。該研究先通過油水混合體系對底泥中的原核微生物進行單細胞水平的分離，在細胞內對16S rRNA基因和表征硫酸鹽還原能力的dsrB基因進行基因融合PCR，最后對融合產物的進行高通量測序。研究結果顯示，共檢測到10個湖泊的微生物物種數量為12,519個，其中SRP為883個，整個微生物群落和SRP類群的α-多樣性呈顯著正相關 （R2=0.443， P<0.05）。統計分析結果表明，采樣當月的pH值和平均溫度是整個微生物群落的環境決定因素，而SRP功能類群主要受到平均溫度和總氮的驅動。針對篩選出了120個高豐度的SRP物種構建進化關系樹（下圖），其結果表明，這些高豐度的SRP-OTU與17個描述的門相關，其中只有7個廣為認可的SRP門，表明西藏鹽湖區還存在著許多未發現的SRP類群。

　　該研究得到了國家自然科學基金項目、中科院前沿科學重點研究項目、中科院重點部署項目的支持。

圖注：120個高豐度的硫酸鹽還原菌的OTUs的進化關系。加黑字體為參考序列，藍色字體為廣泛分布的OTUs（每一個湖中均有高豐度存在），黑色字體為只以高豐度存在于某一個湖中的OTUs，紅色字體為高豐度存在于兩個以上的湖，但并不在每個湖中都有的OTUs。進化枝上藍色圓形大小表示自展值的大小（70-100）。紅色進化枝代表屬于新發現的十個硫酸鹽還原菌門的OTUs（圖下方*標記的菌門）。黑色柱形代表該OTUs相對豐度最高的湖中的豐度。彩色條形標記門的水平的分類。