植物微生态

植物和微生物都是自然界中非常重要的组成部分,为了研究植物本身微生物的状况或植物环境与微生物的关系时,需要对植物体及植物体周围环境中的微生物进行检测。目前常用的方法是利用二代高通量测序技术来检测目的样本中的细菌、真菌等微生物。

研究方向:

常见的植物微生态研究内容主要集中在以下三个方面:

1 研究根际微生物多样性

植物大多是生活在土壤中,研究植物与土壤间根际微生物的多样性,有助于更好理解植物吸收、作物生长等问题。将附着在根系表面的土壤,定义为根际土壤,通过二代高通量测序,可以得到根际中细菌或真菌等微生物的种类和相对丰度。

2研究根表、叶表等组织表面微生物多样性

有些研究注重根系表面微生物的群落结构和作用,如许多水生植物,在研究时许多需要采集根系表面的微生物。一般将植物根系或叶片放入无菌PBS中,通过振荡或超声波等处理,将植物表面的微生物分离到无菌PBS中,利用二代高通量测序技术对PBS溶液进行测序,从而得到根系表面微生物的种类和相对丰度。

3 研究根、茎、叶等植物组织内内生菌的多样性

植物组织内也会存在许多微生物,植物与许多内生菌是互惠共生的,一方面植物为内生菌提供营养物质,另一方面内生菌则能影响刺激植物的生长发育,植物组织内内生菌的研究一直都是植物界方面研究的重点。

目前可以不用通过培养,直接利用二代高通量测序技术,检测植物组织内的细菌、真菌等微生物种类和相对丰度,大大提高其检出效率和准确度。

技术路线:

illumina

DNA抽提

对粪便、肠道内容物等样本采用专门的试剂盒进行DNA抽提,并质控。

PCR扩增

利用特异性引物对目的基因16S的双V区进行扩增,一般推荐V3-V4,或V4-V5区。

文库构建

将测序所需的接头barcode (index)、测序引物和barcode (index)添加到目的基因的两侧,构建文库。

高通量测序

将构建好的文库,放到illumina平台上进行双端测序。

生信统计分析

测序完成后,得到样本的原始序列数据。利用mothur、QIIME、R语言对序列进行生物信息分析和统计学分析。

样本采集、保存和寄送

根际微生物样本:一般采集附着在根系表面1-2ml的土壤样本,作为检测样本。每个样本可采集1-2g。

植物组织表面的微生物样本:采集5-10g植物组织样本,先将植物组织表面的土壤用无菌PBS冲洗干净,然后将处理好的植物组织放入无菌PBS中,通过振荡或超声波处理,使植物表面的微生物分离到无菌PBS中,将PBS作为待测样本。

植物组织内生菌样本:采集10g左右植物组织样本,先放入无菌PBS中,通过超声波或振荡将表面的微生物去除。之后将10g植物组织样本作为待测样本。

以上样本处理好后,均需尽快放入-20或-80冰箱保存,运输时请采用干冰进行运输。


 
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