epicPCR技术拓展对硫酸盐还原菌的认知

　　在高度复杂的环境微生物群落中，承载生物地球化学循环的特定功能微生物类群往往也具有高度的多样性，这种功能上的冗余使得微生物群落面对环境剧烈变化时具有较强的适应性和稳定性。然而，以单一16S rRNA基因或者以功能基因为主的高通量测序均无法实现特定微生物功能类群的多样性检测。中国科学院生态环境研究中心环境生物技术重点实验室邓晔研究组对最新开发的测序技术-细胞内融合基因技术（epicPCR）进行了方法优化，同时对采集于十个西藏盐湖底泥的硫酸盐还原功能菌群的多样性进行了研究，其研究结果近期发表在Springer Nature出版社的在线杂志Microbiome上。

　　硫酸盐还原是生态圈中一个重要的硫循环过程，虽然承载这一功能的硫酸盐还原菌通过分离培养已经得到了很多，但自然状态下的硫酸盐还原菌（SRP）多样性尚未得到充分的鉴定。该研究先通过油水混合体系对底泥中的原核微生物进行单细胞水平的分离，在细胞内对16S rRNA基因和表征硫酸盐还原能力的dsrB基因进行基因融合PCR，最后对融合产物的进行高通量测序。研究结果显示，共检测到10个湖泊的微生物物种数量为12,519个，其中SRP为883个，整个微生物群落和SRP类群的α-多样性呈显著正相关 （R2=0.443， P<0.05）。统计分析结果表明，采样当月的pH值和平均温度是整个微生物群落的环境决定因素，而SRP功能类群主要受到平均温度和总氮的驱动。针对筛选出了120个高丰度的SRP物种构建进化关系树（下图），其结果表明，这些高丰度的SRP-OTU与17个描述的门相关，其中只有7个广为认可的SRP门，表明西藏盐湖区还存在着许多未发现的SRP类群。

　　该研究得到了国家自然科学基金项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院重点部署项目的支持。

图注：120个高丰度的硫酸盐还原菌的OTUs的进化关系。加黑字体为参考序列，蓝色字体为广泛分布的OTUs（每一个湖中均有高丰度存在），黑色字体为只以高丰度存在于某一个湖中的OTUs，红色字体为高丰度存在于两个以上的湖，但并不在每个湖中都有的OTUs。进化枝上蓝色圆形大小表示自展值的大小（70-100）。红色进化枝代表属于新发现的十个硫酸盐还原菌门的OTUs（图下方*标记的菌门）。黑色柱形代表该OTUs相对丰度最高的湖中的丰度。彩色条形标记门的水平的分类。