科研 | Environ. Microbiol.:环境溶解DNA包含了微生物群落结构的重要生物信息

2021-08-12 15:22 来源: 人民资讯

编译:微科盟道友留步,编辑:微科盟木木夕、江舜尧。

导读

胞外DNA(eDNA)由细胞外所有DNA分子组成。微生态系统的这一组成部分可以作为营养和遗传信息的来源。高盐环境中的eDNA浓度是自然系统中最高的,这一现象可归因于盐的物理化学防腐作用和高病毒丰度。在本文中,我们比较了从太阳能盐场结晶池(CR30)水样中,采用离心和过滤两种方法提取溶解DNA(dDNA,与eDNA不同的是,eDNA还包括游离病毒DNA)的异同。本文首次对结晶dDNA片段进行了表征,并与同一位置的细胞和病毒宏基因组进行了比较。由于细胞裂解,高速离心影响了CR30-dDNA的浓度和组成,表明dDNA提取方案优化应是dDNA研究的第一步。相比之前报道的高盐缺氧沉积物,本研究的结晶dDNA的浓度更低,其混合了病毒和细胞来源,富含古细菌DNA,与同一样本的细胞组合相比,具有独特的分类组成。生信分析表明纳米盐古菌(nanohaloarchaeal)病毒可能是造成这些差异的原因。

论文ID

原名:Environmental dissolved DNA harbours meaningful biological informationon microbial community structure

译名:环境溶解DNA包含了微生物群落结构的重要生物信息

期刊:Environmental MicrobiologyIF:5.491

发表时间:2021.4

通讯作者:Fernando Santos

通讯作者单位:阿利坎特大学生理学、遗传学和微生物学系

实验设计1. 取样地点和样品处理:2019年5月,从位于西班牙阿利坎特圣波拉的CR30结晶器中采集了10升高盐水样。盐度为37%,用手动折射计进行现场测量,采样时的温度和pH值分别为26.5℃和7.11。样品在4℃下储存,直至处理。 2.溶解DNA纯化:用两种不同的方法纯化CR30-eDNA(图1),即离心后过滤(“C”方法,产生CdDNA)或单独过滤(“F”)(FdDNA)。C方案用于去除细胞和获取eDNA。第二个方案仅包括通过2、0.22和0.1μm滤器连续过滤5L高盐水过滤器。最后使用Amicon Ultra 100 kDa装置将CdDNA和FdDNA样品脱盐并浓缩至最终体积为15 ml。使用Qubit2.0荧光计和dsDNA高灵敏度试剂盒对dDNA组分中的核酸浓度进行定量。凝胶电泳测定CdDNA和FdDNA的尺寸范围。 3. 微生物和病毒DNA提取:应用Mutlu et al. (2008)描述的方案进行胞内DNA提取(iDNA),用341F和805R引物对两种iDNA的16S rRNA基因进行了部分扩增, 产物用Qiime分析;使用Santos等人(2010)中描述方案提取病毒DNA(vDNA),通过脉冲场凝胶电泳检查vDNA的大小范围,使用古菌16S rRNA基因引物进行PCR检查,所有提取的DNA用Qubit2.0定量。 4. 变性梯度凝胶电泳(DGGE):用DGGE分析比较了iDNA、CdDNA和FdDNA中16S rRNA基因的表达谱。所有DNA均用引物对341fGC-907r(细菌)和344fGC-907r(古菌)进行PCR扩增;纯化PCR产物并使用Nano DropND-1000分光光度计进行定量;在60℃、70v的D-编码系统(Bio-Rad)中进行16h的电泳。最后,凝胶用10倍SybrGreen染色15分钟,用milli-Q水(2×15分钟),并在Typhoon 9410图像分析仪中可视化;对CdDNA、FdDNA、iDNA和vDNA样品的总DNA进行测序;获得的宏基因组之间的相似性通过self-BLASTN比较进行估计;读取的GC含量分布是通过定制Linux命令和RNAscan获得的;用BLAST法检测iDNA和FdDNA中的病毒序列,并与vDNA的读长进行比较;为了确定2019年5月采集的CR30样本中估计的病毒活性和丰度是否在结晶器中常见,构建了ORFs开放阅读框。文中所有原始序列数据集已上次NBCI数据库,生物项目登记号为PRJNA713327。

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