磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用_颜慧
一种土壤中微生物磷脂脂肪酸的固液相高效分离方法[发明专利]
专利名称:一种土壤中微生物磷脂脂肪酸的固液相高效分离方法
专利类型:发明专利
发明人:李娜,龙静泓,盛明
申请号:CN202010104037.4
申请日:20200220
公开号:CN111117774A
公开日:
20200508
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种土壤中微生物磷脂脂肪酸的固液相高效分离方法,它涉及一种土壤中磷脂脂肪酸的固液分离方法,本发明是为了解决现有固液相分离不完全、杂质高、误差大、测定精度低的问题的技术问题。
本方法如下:将样加入到带盖玻璃试管中,加入柠檬酸钠缓冲液、甲醇、氯仿和Blight‑Dyer 提取液,盖上玻璃盖,涡旋,静止,离心,用长嘴胶头吸管吸取上清液转移到另一个带盖玻璃试管中,沉淀,将沉淀后的滤渣,再提取2次,收集所有上清液并合并,即完成固液相分离。
本发明与采用常规提取方法相比检测效率提高8‑12%,检出率提高7‑10%。
本发明属于土壤中微生物磷脂脂肪酸的固液分离技术领域。
申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所
地址:130000 吉林省长春市高新技术产业开发区长东北核心区盛北大街4888号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨市文洋专利代理事务所(普通合伙)
代理人:何强
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C标记磷脂脂肪酸分析在土壤微生物生态研究中的-中国生态农业学报
中国生态农业学报2016年4月第24卷第4期Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2016, 24(4): 470-477农业生物多样性利用与保护专题DOI: 10.13930/ki.cjea.15125713C标记磷脂脂肪酸分析在土壤微生物生态研究中的应用*李增强1,2赵炳梓1**张佳宝1(1. 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京 210008; 2. 中国科学院大学北京 100049)摘要磷脂脂肪酸(PLFA)是微生物细胞膜的重要组成成分, 不同微生物群落可通过不同生化途径合成不同的PLFA, 因此可选择某些PLFA作为微生物群落结构变化的生物标志物。
PLFA与稳定性同位素13C标记(13C-PLFA)技术结合, 不仅能够确定原位土壤环境中微生物群落组成, 而且能够定向发掘土壤生态系统中参与碳源代谢过程的微生物群落, 提供复杂群落中土壤微生物相互作用的信息, 具有广阔的应用前景。
其基本原理为: 将富集13C稳定同位素的基质加入土壤中, 土壤中的某些微生物群落利用基质13C合成PLFA, 提取并纯化土壤微生物的PLFA, 利用气相色谱-燃烧-同位素比例质谱(GC-C-IRMS)测定其13C丰度, 通过对比分析, 从而获取微生物群落组成与其功能的直接信息。
本文在介绍了13C-PLFA原理的基础上, 综述了该技术在光合同化碳的根际微生物利用、土壤有机质分解的激发效应、甲烷氧化、有机污染物降解、外源简单碳源和外源复杂碳源的微生物利用等方面的应用, 对此项技术的优缺点进行了分析并展望了其未来应用。
关键词磷脂脂肪酸稳定性同位素标记技术土壤微生物群落结构微生物功能中图分类号:S154.3 文献标识码:A 文章编号: 1671-3990(2016)04-0470-08Application of 13C-labeled PLFA analysis in soil microbial ecology studies*LI Zengqiang1,2, ZHAO Bingzi1**, ZHANG Jiabao1(1. State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing210008, China; 2. University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)Abstract Analysis of phospholipid fatty acids (PLFA) is an effective non-culture-based technique for information on living soil microbial community. PLFA is an important component of microbial cell membranes. Microbes can synthesize this special PLFA through various biochemical pathways hence some PLFA can be used as biomarker for a microbial community. When coupled with stable isotope 13C-labeled (13C-PLFA) technique, PLFA can be used to identify in situ structures of soil microbial communities. This can also be used to explore soil microbial functional communities responsible for metabolic processes of soil carbon sources in soil ecosystem, thus providing abundant information about microbial interactions in complex communities. This technique has the potential for wide future applications. The principle of 13C-PLFA technique is as follows: 1) adding 13C-rich substrates to the soils assimilated by some members of the soil microbial community; 2) extracting and purifying PLFA from soil substrate mixtures; 3) determining 13C value of PLFA using gas chromatography combustion isotope ratio mass spectrometry (GC-C-IRMS); and 4) deriving required information by comparative analysis. This study introduced the principle of 13C-PLFA technique and reviewed the applications of 13C-PLFA in the fields of photosynthetic carbon utilization by*国家自然科学基金项目(41271311)、国家科技支撑计划项目(2012BAD05B0203)和中国科学院科技服务网络计划(STS计划)项目(KFJ-SW-STS-142-3, KFJ-EW-STS-083-2, KFJ-EW-STS-055-1)资助**通讯作者:赵炳梓, 主要研究方向为农田地力提升和作物生产力等方面的研究。
土壤微生物群落表征中磷脂脂肪酸(PLFA)方法研究进展
因而土壤被 称 为 “ 微生 物 的大本 营 ”】 l 】 。
土 壤 微 生物 生 态学 研 究 的蓬 勃 发 展 很 大 程 度上归功于其研究方法的改进I 6 ] 。随着分子生物
Ab ta t S i i ak yme e f h is h r n e p ep y g e t t n in t i A a n n n e st ei d c t r f sr c : o l s e mb ro eb o p ee a d p o l a ra t t o t sa w r i g a d s n i v iao t ae o . i n o
学的发展 , 用于评价土壤微生物群落结构的新方 法 主 要 有 Bo g法 、磷 脂 脂 肪 酸 (hshli io l Popopd i F t c ,L A) 、 G E( eauigG a i t a yA i P F 法 D G D n tr rde t d n n
2] s l t hp l f C e s y, h n i i est T iu n 0 0 0 C i a . f ue ni pi i h mit S a x v l i e r Un y, ay a 3 0 6, h n ;
3nt to gcl r nin et eor sSaxA ae y f gi lr c ne,a un 306C i ) .ste f ruuaE vom n&Rsu e, ni edm ruu l i c Ti a 00 ,h a Ii Aitl r u c h oA ctaSe s y 0 n
关键词 : 土壤 ; 微生物群落 ; 磷脂脂肪酸
土壤微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记多样性分析
土壤微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记多样性分析1*土壤微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记多样性分析(福建农业科学院农业生物资源研究所,福建福州 350003)摘要: 磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法是一种可定性和定量分析土壤中微生物群落多样性的方法。
本研究以烟田土壤为例,应用生态学评价方法,即丰富度指数(S)、Pielou均匀度(J),Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wienner(H1),Brillouin(H2)和Mcintosh(H3)多样性指数等测度方法,分析土壤中微生物群落PLFA生物标记的多样性。
研究结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了43种PLFAs。
将其聚类分析,可以将所获得的PLFA分成五大类:第?类为高含量、高频次和多样性,PLFA为18:1ω9c的真菌生物标记;第?类为高含量、高频次和多样性,PLFA为16:0的假单胞菌标记;第?类为高含、高频次,多样性中等,PLFA为16:1ω5c的甲烷氧化菌生物标记;第?类为中等含量,频次较高,多样性中等,含有表量征好氧菌的i15:0、a15:0、i16:0和a17:0的PLFA,还有表征厌氧菌的18:1ω7c以及硫酸盐还原菌的16:0 10Me;第?类为低含量,低频次和多样性,其特征生物标记有表征好氧菌的i 15:0 3OH、15:1 i G、a16:0、i16:1 G、i16:1 H、17:0、i17:0、15:0 2OH、15:0 3OH、17:0和17:0 2OH的PLFA,存在有表征真菌的18:3ω6c (6,9,12)、放线菌的17:0 10Me和18:0 10Me以及表征原生动物的20:4ω6,9,12,15c。
说明供试土壤中能够起主导作用的功能菌依次是真菌、假单胞菌、甲烷氧化菌和部分的好氧菌、厌氧菌及硫酸盐还原菌,将为合理调节土壤微生态系统提供指导。
是一种可行的评价土壤微生物群落多样性的新方法。
磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用_颜慧
*土壤与农业可持续发展国家重点实验室基金(055122)资助通讯作者,E -mai l:zhongwenhui@作者简介:颜 慧(1982~),女,汉族,江苏淮安人,硕士研究生,主要从事土壤微生物学和生物化学研究。
E -mail:hui xiaoyan@hotmai l.c om 收稿日期:2005-10-31;收到修改稿日期:2006-03-22磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用*颜 慧1 蔡祖聪2 钟文辉1,2(1南京师范大学化学与环境科学学院,南京 210097)(2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 210008)摘 要 磷脂脂肪酸(PLFA)是活体微生物细胞膜的重要组分,不同类群的微生物可通过不同的生化途径合成不同的PLFA 。
一些PLFA 可作为分析微生物量和微生物群落结构变化的/生物标记0。
在土壤微生物分析中,越来越多地采用了PLFA 方法。
本文介绍了表征微生物的一些PLFA 、从土壤中提取PLFA 的方法以及用GC -MS 分析PLFA 的原理。
本文还将常用的研究微生物多样性的几种方法进行了比较。
传统的分析土壤微生物群落的方法依赖于培养技术,只能培养和分离出一小部分微生物群落;Biolog 方法可用于研究土壤微生物群落生理多样性,即可反映微生物群落如何利用各种碳源底物,但对快速生长和适合在Biolog 实验条件下生长的小部分群落成员有强烈的选择性;核酸分析方法的主要缺点是不能对土壤微生物进行定量分析;而PLFA 方法相对于上述几种方法有诸多优势。
本文通过一些实例证明PLFA 方法的特色或独到之处,也分析了其缺点。
采用PLFA 方法并结合其他方法有助于获取土壤微生物群落多样性的更多和更全面而完整的信息。
关键词 土壤微生物;磷脂脂肪酸;生物量;群落结构;GC -MS(气相色谱-质谱);多样性中图分类号 X172 文献标识码 A土壤微生物参数很可能最早被用于表征土壤质量[1]。
磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域的应用
第23卷第8期2003年8月生 态 学 报A CTA ECOLO G I CA S I N I CA V o l .23,N o.8A ug .,2003磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域的应用齐鸿雁3,薛 凯,张洪勋(中国科学院生态环境研究中心环境生物技术研究室,北京 100085)基金项目:国家“十五”科技攻关重点资助项目(2001BA 903B )收稿日期:2002212212;修订日期:2003204220作者简介:齐鸿雁(1957~),女,河北石家庄人,副研究员。
主要从事微生物生态学、微生物工程学研究。
E 2m ail :qihy @m ail .rcees .ac .cnFoundation ite m :the N ati onal“T enth F ive 2year P lan ”Key T echno logies R &D P rogram e (2001BA 90313)Rece ived date :2002212212;Accepted date :2003204220Biography :Q I Hong 2Yan ,A ssociat p rofesso r ,m ain research field :m icrobial eco logy and environm ental bi o techno logy .摘要:应用磷脂脂肪酸谱图分析技术对微生物群落进行定量分布,克服了传统的微生物培养方法和显微技术的局限性。
介绍了磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域中的应用,包括对微生物群落的生物量、群落结构、营养状况和新陈代谢活动等方面的研究。
关键词:微生物生态;PL FA ;微生物群落;营养状况;新陈代谢活动Phosphol ip id fa tty ac id ana lysis and its appl ica tion s i n m icrob i a l ecologyQ I Hong 2Yan ,XU E Kai ,ZHAN G Hong 2Xun (E nv ironm en ta l B iotechnology L ab .,R esea rch Cen ter f or E co 2env ironm en ta l S ciences ,Ch inese A cad e my of S ciences ,B eij ing 100085,Ch ina ).A cta Ecolog ica S in ica ,2003,23(8):1576~1582.Abstract :T he quantitative descri p ti on of m icrobial comm unity is one of the difficult task s fo r m icrobial eco logist .Conventi onal cultivati on techniques canno t be used to fully characterize mo st so il m icroo rganis m s in respect that mo st of species canno t be cultured .U sing pho spho li p id fatty acids (PL FA )p rofiles to characterize m icrobial comm unities can overcom e the li m itati on of traditi onal techniques ,because it doesn’t require the removal and the culture of the m icrobes .T he m em brane pho spho li p ids exist in all living cellular m em brane .T hey are no t found in sto rage p roducts o r in dead cells by reason of rap idly degradati on after cells dying .PL FA don’t vary m uch in a cell w h ich they fo r m a part ,and keep reasonably constant amounts as cells occur in nature .T he analysis of the ester 2linked fatty acids of the pho spho li p ids m akes use of cap illary gas ch rom atography and m ass spectrom etry .W ith such technique ,the component of each PL FA and the sh ift in PL FA pattern can be quantitatively analyzed .PL FA p rofiles ,consisted of quantitative deter m inati on of each PL FA component and the sh ift in PL FA patterns ,can p rovide comp rehensive info r m ati on fo r detecting the m icrobial comm unity .Several fatty acids are know n to be “signatures ”of subsets of m icrobial comm unity .T herefo re ,the specific PL FA p rofiles can be used to characterize different group s of bacteria .Further mo re ,a pho spho li p id pattern change in the related samp les could be indicati ons of a sh ift in m icrobial comm unity .In fact ,the PL FA technique has been used to illum inate the sh ifts in m icrobial comm unity fo r adap ting to the changedenvironm ental conditi ons under w ide range of so il types ,m anagem ent p ractices ,cli m atic o rigins ,etc .A lthough PL FA p rofile is unable to identify m icroo rganis m s at a species and strain level ,it p roduces descri p ti ons of the w ho le m icrobial comm unity .It can be utilized to m easure the viable m icrobial bi om ass and the comm unity structure in environm ental samp les ,such as sedi m ents ,so ils ,etc .Because of relative si m p licity and good reso luti on ,PL FA has becom e mo re and mo re popular .W e introduced an analysis m easurem ent of PL FA p rofiles and review ed the published app licati ons ,including the assess m ent of m icrobial bi om ass ,comm unity structure ,nutriti onal status and m etabo lic activity ,in m icrobial eco logy .Key words :m icrobial eco logy ;PL FA ;m icrobial comm unity bi om ass ;comm unity structure ;nutriti onal status ;m etabo lic activity文章编号:100020933(2003)0821576207 中图分类号:Q 93811 文献标识码:A 定量描述微生物群落是微生物生态学的难题之一[1]。
中国背景森林土壤中的磷脂脂肪酸(PLFAs)及其微生物群落指示意义初步研究的开题报告
中国背景森林土壤中的磷脂脂肪酸(PLFAs)及其微生物群落指示意义初步研究的开题报告一、背景和研究意义森林土壤是森林生态系统中的关键组成部分,它直接关系到森林生态系统的开发、保护和可持续利用。
近年来,在全球变化和生态环境保护日益受到重视的背景下,研究森林土壤的微生物群落结构、功能和生态学意义具有重要意义。
磷脂脂肪酸(PLFAs)是微生物细胞膜中的主要成分,其含量和组成可以反映森林土壤微生物群落的结构和功能。
PLFAs的使用已成为评估森林土壤微生物活性和生物多样性的一种有效方法。
此外,PLFAs还可以用于判断土壤环境的变化对微生物生境的响应。
因此,本研究旨在探究中国背景森林土壤中PLFAs含量和组成特点,以及其与微生物群落的联系,进一步了解森林土壤微生物群落的生态学意义和对环境变化的响应。
二、研究方法和流程本研究将选择中国背景森林中的土壤样本,通过提取土壤中的PLFAs并使用气相色谱质谱(GC-MS)技术测量和分析PLFAs的含量和组成。
同时,将利用生物统计学方法分析PLFAs含量和组成与微生物群落结构的相关性,并探究环境因素对其的影响。
最后,通过分析微生物群落结构的变化和PLFAs含量和组成的变化之间的相关性,探讨森林土壤微生物群落对环境变化的响应。
三、预期成果通过本研究,预计可以得出以下结论:(1)中国背景森林土壤中PLFAs含量和组成的特点,以及其与微生物群落结构之间的相关性;(2)环境因素对森林土壤微生物群落的影响和响应;(3)建立森林土壤微生物群落和环境因素之间的关系模型,为森林生态系统管理和保护提供科学依据。
四、研究意义和应用前景该研究对于深入了解森林微生物群落生态学意义、探究森林土壤微生物群落对环境变化的响应和提高森林生态系统的管理和保护水平具有重要意义。
此外,本研究的结果还可以为基于环境科学的森林土地资源的评价和管理提供科学依据,并为森林土地的可持续利用和保护提供理论和实践支持。
862-MIDI微生物鉴定(脂肪酸分析)系统PLFA 应用案例及其它
PCA(Principal Component Analysis )原理
多样本多维分析(以脂肪酸为维)
二维界面显示 (ex. PC1 vs. PC2)
最大程度展示系统变异(PC1>PC2>……)
当累计方差贡献率大于80%,可全面反映系统变异
样本固有性质在反映变异情况的二维主成分界面上得以展 现,由其本身性质决定丛集或分离。
PLFA应用领域有哪些?
MIDI PLFA方法研发中! (预计3月底完成第一2天 GC分析时间:15min 2小时)
Байду номын сангаас
PLFA专用标准品
≈$2000
PLFA研究案例分析
文献标题: The effects of mineral fertilizer and organic manure on soil microbial community and diversity
关于配置
2011年MIDI发布最新GC配置,已转发大家,请 注意更新 安捷伦提供电脑默认为WIN7系统,与MIDI不兼 容。建议自购电脑或提前告知安捷伦销售更改发 货电脑系统。
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小测试:
MIDI相对GC-MS在PLFA分析中有哪些优势?
Biolog在群落分析中的局限主要是什么? MIDI在微生物鉴定中的优势及弱势 MIDI软件安装的操作系统局限
应用范围
指示环境因素变化对微生物群落变化的影响(包含菌根 共生,植物与微生物相互作用)
领域细分
利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法分析人工湿地根际土壤微生物多样性
Keywords: constructed wetlands;rhizosphere;microorganism;phospholipid fatty acids;diversity
0 引 言
人工湿地作为一种高效率、低成本、抗冲击、维护
生化作用 等 过 程 的 主 要 驱 动 者 是 微 生 物 [ 3] 。 因 此,
第 38 卷 第 11 期
环 境 工 程
Environmental Engineering
2020 年 11 月
Vol. 38 No. 11
Nov. 2020
利用磷脂脂肪酸( PLFAs) 生物标记法分析
人工湿地根际土壤微生物多样性
孙和泰 1 华 伟 1 祁建民 1 黄治军 1 杜存浩 2 武晗琪 2 倪利晓 2∗
行 GB 18918—2002《 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标
准》 一级 A 标准。 4 组人工湿地主要设计运行参数见
表 1。
表 1 4 组人1 Main design and operation parameters of four groups of constructed wetlands
DOI:10. 13205 / j. hjgc. 202011017
ANALYSIS ON MICROBIAL DIVERSITY IN THE RHIZOSPHERE OF CONSTRUCTED
WETLANDS BY PHOSPHOLIPID FATTY ACIDS BIOMARKERS
SUN He-tai 1 , HUA Wei 1 , QI Jian-min 1 , HUANG Zhi-jun 1 , DU Cun-hao 2 , WU Han-qi 2 , NI Li-xiao 2∗
MIDI微生物鉴定脂肪酸分析系统PLFA应用案例及其它
整理课件
微生物鉴定应用注意点
优势 一步鉴定到株型(菌库中已有菌株),亲缘性分析 可分型
弱势 肠道菌(遗传高度相关)鉴定准确性为属级,推 荐使用碳源利用鉴定法
整理课件
关于配置
2011年MIDI发布最新GC配置,已转发大家,请 注意更新
3 革兰氏阳性及厌氧菌PLFA含量在OM样本中最高,而真菌 PLFA在NPK样本中最高 革兰氏阳性菌对有机肥敏感而 真菌对无机肥敏感
4 真菌PLFA含量在NPK样本中最高,P样本中最低 NPK 均衡施肥对土壤真菌生长重要
4与1不一致 细菌、真菌对有机肥和无机肥应答不同
整理课件
PCA(Principal Component Analysis )原理
整理课件
分析结论
1 细菌及放线菌PLFA含量在OM+NPK样本中最高,N样本 中最低 OM+NPK施肥方式显著刺激土壤原核生物生长, 单纯N肥施肥方式则有抑制作用(导致酸化降低微生物群 落丰度及多样性)
2 土壤中细菌特别是革兰氏阴性菌含量最高,对土壤施肥方 式更敏感,相对于真菌及放线菌指示性更强。
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MIDI在PLFA中的优势
MIDI 提取及分析方法由于低成本、其简单性、 可同时处理大量样品而被广泛应用于土壤微生物 群落研究
GC-MS进行P PLFA方法研发中! (预计3月底2小时) GC分析时间:15min PLFA专用标准品
MIDI微生物鉴定(脂肪酸分析)系统 PLFA 应用案例及其它
颜淑玮 2011.1.4
整理课件
PLFA分析原理
PLFA定义 PLFA 是磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid) 的英文 缩写。PLFA 是构成活体细胞膜的重要组分
磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图分析技术
微生物生态学的研究方法——磷脂脂肪酸分析(PLFA)【内容摘要】定量描述微生物群落是微生物生态学的难题之一。
应用传统的微生物培养方法和显微技术, 需要在选择性培养基上培养微生物, 即首先从环境样品中分离出纯菌株, 再对该菌株进行一系列的生理生化分析。
文章综述了磷脂脂肪酸谱图分析法在微生物生态研究中的应用,包括估算微生物生物量、确定群落结构、指示特定微生物,指示生理和营养状况等,并指出此种方法存在的问题及改进方法。
【关键词】磷酸脂肪酸微生物生态学应用及发展一、引言:环境中微生物的种类和数量是及其丰富的[1],微生物能把有机质作为营养源转化为组成物质和能量,它们在环境治理过程中扮演着极其重要的作用。
分离和鉴定处理系统中的优势菌,了解特定环境下微生物群落的种群分布、遗传多样性及其动态变化规律和认识微生物群落的稳定性及功能菌的作用,是环境微生物学研究的重要内容。
传统的微生物鉴定和群分析方法建立在微生物纯种培养分离基础上,但自然环境中有 99%以上的微生物还不能通过人工培养,在微生物的分析和研究工作中具有很大的局限性。
二、正文:1.磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图分析技术概述1.1 PLFA 概念、分类和命名磷脂是含有磷酸基团的脂质,目前已发现了1000多种磷脂类物质。
磷脂作为微生物细胞膜主要成分,是甘油分子的第3位羟基被磷酸或其他羟基所酯化形成的。
其结构特点是:具有由磷酸相连的取代基团(含氨碱或醇类)构成的亲水头(hydrophilic head)和由脂肪酸链构成的疏水尾(hydrophobictail)。
PLFAs(磷脂脂肪酸,phosphohpids fattyacids)谱图分析方法的原理是基于磷脂——几乎是所有生物细胞膜的重要组成部分,细胞中磷脂的含量在自然条件下(正常的生理条件下)恒定[ 2 ],其长链脂肪酸的形式——磷脂脂肪酸PLFAs 可作为微生物群落的标记物。
此外,磷脂不能作为细胞的贮存物质,在细胞死亡后将很快降解(厌氧条件下约需2d,而好氧条件下约需12—16d)m,可代表微生物群落中“存活”的那部分群体阁。
磷脂脂肪酸法分析地黄根际土壤微生物多样性
磷脂脂肪酸法分析地黄根际土壤微生物多样性祁建军;姚槐应;李先恩;薛梅;马小军【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2008(40)3【摘要】应用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析了1年生、2年生和5年轮作地黄根际土壤微生物群落多样性.研究发现,地黄连作障碍在2年生和5年轮作田均发生,表现为病虫害严重,根系生长不良,根际土壤微生物基础呼吸、代谢商高于对照等,说明地黄根际生态系统的代谢能力降低,可能影响到能量循环过程.应用主成分分析法从33个PLFAs中提取出3个主成分,代表72.55%的变异信息,其中PCI解释了48.91%的变异,PC2解释了14.16%的变异,PC3解释了9.48%的变异,而且从主成分得分图上可以很明显区分根际和非根际土壤.另外还发现地黄根际真菌标志磷脂C18:2ω6,9显著高于非根际的对照土壤,这可能和根际病害发生有关.【总页数】7页(P448-454)【作者】祁建军;姚槐应;李先恩;薛梅;马小军【作者单位】中国协和医科大学中国医学科学院药用植物研究所,北京,100193;浙江大学环境与资源学院,杭州,310029;中国协和医科大学中国医学科学院药用植物研究所,北京,100193;中国协和医科大学中国医学科学院药用植物研究所,北京,100193;中国协和医科大学中国医学科学院药用植物研究所,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】S154.3【相关文献】1.磷脂脂肪酸法分析野山参根区土壤微生物群落多样性 [J], 张亚玉;宋晓霞;孙海;汪景宽;于树2.新疆栽培红花根际土壤微生物群落磷脂脂肪酸生物标记多样性分析 [J], 徐鸿斌;王绍明;蒋静;马晓丽;张霞;于雄胜3.用磷脂脂肪酸(PLFA)谱图技术分析内蒙古河套灌区不同盐碱程度土壤微生物群落多样性 [J], 李新;焦燕;杨铭德4.利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法分析水稻根际土壤微生物多样性 [J], 刘波;胡桂萍;郑雪芳;张建福;谢华安5.不同连作年限野生地黄根际土壤微生物群落多样性分析 [J], 吴林坤;黄伟民;王娟英;吴红淼;陈军;秦贤金;张重义;林文雄因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
磷脂脂肪酸技术在食品微生物检验中的应用
磷脂脂肪酸技术在食品微生物检验中的应用
黄结;毛瑞丰
【期刊名称】《中国酿造》
【年(卷),期】2015(034)005
【摘要】磷脂脂肪酸(PLFA)是活体微生物细胞膜的重要组成部分,且其在细胞膜中的成分和含量是相对稳定的,提取之后易于进行定性和定量研究.磷脂脂肪酸技术是基于PLFA作为生物标记物而发展起来,该文介绍了PLFA技术在食品微生物检验中的应用,主要包括对食品微生物的鉴定、分型、溯源和群落结构分析方面的研究.同时指出了该技术存在的不足及其发展前景.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】黄结;毛瑞丰
【作者单位】广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530021;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530021
【正文语种】中文
【中图分类】TS207
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3.基于新技术在食品微生物检验检测中的应用分析 [J], 彭姝
4.基于新技术在食品微生物检验检测中的应用分析 [J], 彭姝
5.新技术在食品微生物检验检测中的应用分析 [J], 逄大正
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磷脂脂肪酸技术在不同土地管理方式下土壤微生物多样性研究的应用
壤有机质和养分转化 、循环及土壤肥力 的形成和 转 化 中起 着 极其 重 要 的作 用n 。土壤 微 生物 对周 围 环境十分敏感 ,能迅速对气候变化和环境胁迫做
收稿 日期 :2 1 4—1 0 2—0 2 第一作者 :姚钦 ,男 ,硕士研究生 ,主要从事 土壤微生物多样性研究 。E m i ivt 3 5 6 6 . r — al ni 7 40 @13 O : e Cn
进 而直接 或 间接 的影 响
群 落的 多样性 。文章 主要 介 绍 了磷 脂脂来自肪 酸方 法及 其在 施肥 和
多样性研 究 中的应 用 。
耕作 等 土地 管理措施 下
关键 词 :磷 脂 脂肪 酸 ;施 肥 ;耕作 ;土壤 微 生物 ; 多样性
Ap l aino h s h l i at i P A) ayi i ol co il pi t f op oi dF t Acd( LF An ls S iMir ba c o P p y sn
高虫盼治
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文献标志码 : A 文章编号 :6 4 34 (0 20 — 0 6 0 1 7 — 5 72 1)2 0 2 — 5
中图分 类号 :1 1 * S5.4 9
磷 脂脂肪 酸技 术在不 同土地 管理方式下
土 壤 微 生 物 多 样 性 研 究 的应 用
壤 壤 土土 微微
土壤 微 生 物作 为 土壤 的重 要 组 成 部 分 ,在 土
出反应 由于受 到 人 口、资 源和粮 食 等 全球 性 问 。 题 的压 力 ,人 类 越来 越 多 的开 发 利 用 和 干 扰 土 壤 环境 ,各 种 土 地 利 用 和管 理 方 式 对 土 壤 理 化 性 质 及生 物 学 特 性 产 生 了 深远 的影 响 ,进 而 引 起 了土
磷脂脂肪酸技术及其在土壤微生物研究中的应用
第26卷第7期2006年7月生 态 学 报ACT A EC O LOGIC A SI NIC A V ol.26,N o.7Jul.,2006磷脂脂肪酸技术及其在土壤微生物研究中的应用白 震1,2,何红波1,张 威1,2,解宏图1,3,张旭东1,3,3,王 鸽4(11中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳 110016;21中国科学院研究生院,北京 100039;31沈阳农田生态系统国家野外观测研究站,沈阳 110016;41沈阳农业大学,沈阳110161)基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(40535028);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(K ZCX32SW 2433)收稿日期:2005211224;修订日期:2006201219作者简介:白震(1975~),男,辽宁人,博士生,主要从事土壤微生物学研究.E 2mail :baizhen @3通讯作者C orrespondeding author.E 2mail :xdzhang @Found ation item :The project was supporeed by National Natural Science F oundation of China (N o.40535028);K nowledge Innovation Project of CAS (N o.K ZCX32SW 2433)R eceived d ate :2005211224;Accepted d ate :2006201219Biography :BAI Zhen ,Ph.D.candidate ,mainly engaged in s oil m icrobiology.E 2mail :baizhen @摘要:以复杂群落形式存在的土壤微生物是C 等养分的生物地球化学循环的主要参与者,而存在于活体微生物细胞膜的磷脂脂肪酸(P LFAs )分布广泛、含量相对恒定、周转迅速、对环境因素的变化敏感、分析方法较简单,因此该技术已广泛应用于土壤微生物学研究。
磷脂脂肪酸法分析野山参根区土壤微生物群落多样性
参生长的根 区土壤 与对照土壤相 比,微 生物总量发 生了明显的 变化 ,均有减少的趋 势;野山参根 区中代表有致病
特征 的真菌种 类 1 :w ,l :w c 8 1 9 的总量没有增加反而减 少,这与以往 的研 究结果相反。应用主成分分 82 9 8 1 9 ,1 :w t
析 法从 P F s L A 中提 出 3 主成分 ,2 个 个样 品分别代 表 8 .3 1 %和 8 . %的变异信 息 ,主 成分一 ( C ) 0 54 4 P 1 分别解释 了
区土 壤 的微生 物 结构 特征 ,期 望 能 在农 田栽 参土壤 改 良和林 下参 护 育选 地方 面提供 帮 助 ,为人 参产业
的健康 发 展提 供 指导 。
脱 、大补元气 、强精健身益寿延年之功效” 1 随 。但
着 对野 山参 无度 采 挖 ,导 致 目前野 山参 资 源濒 于灭 绝 的地 步 。而林 下参 和农 田栽 参 的发展 既 是对 山参 资 源 的保 护 ,又可 满足 人们 对 人参 产 品 的需求 ,也 为参 农提 供 了治 富之 路 ,为 农 村产 业结 构 调整 提供 了 新 的思 路 。但 在 林 下 参 发 展 过 程 中 由于 选 地 不 当 ,林 下 参 的存 苗 率 低 ,形 体 变 劣 的 现 象 时 有 发 生 ;农 田栽 参 过程 中 由于 改 土不 当 ,存 在 产 量低 、 病 害重 ,且存 在严 重 的连作 障碍 ,限制 了参 业 的发 展 ,而上 述 问题 的产 生均 与 土壤 的物 理 、化 学及 微 生 物 特 性 等 关 系 密切 I 。 通 过 对 栽 参 土壤 和 老 参 地 土壤 的微生 物及 酶 活性 的研 究 ,多 数专 家 提 出土 壤 微 生 物群 落 的改 变 可 能 是人 参 连 作 障 碍 的根 源 。 野 山参 在 深 山 密 林 中生 长 十 年 、几 十 年 甚 至 上 百
基于磷脂脂肪酸提取方法的微生物群落结构研究
基于磷脂脂肪酸提取方法的微生物群落结构研究作者:李范来源:《江苏农业科学》2014年第09期摘要:选取川西高原土壤和凋落物作为研究对象,分别取1、3、5、8、10 g土壤和0.5、0.7、0.9、1.0、1.2 g凋落物用于PLFA(磷脂脂肪酸)的提取。
经试验确定,土壤和凋落物用于PLFA提取的最佳提取量分别为8 g和1.0 g,用超声波提取替代振荡提取,缩短了PLFA方法的提取时间。
进一步分析土壤和凋落物中微生物群落结构信息,结果表明,相同环境下土壤和凋落物中大部分微生物类群的种类和含量都十分接近,革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌更有优势,厌氧菌比好养菌更加活跃。
关键词:土壤;凋落物;PLFA(磷脂脂肪酸);微生物群落结构中图分类号: S154.3文献标志码: A文章编号:1002-1302(2014)09-0323-03收稿日期:2013-10-30基金项目:国家自然科学基金(编号:31170916 );中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目(编号:yg20110708)。
作者简介:李范(1988—),男,四川自贡人,硕士研究生,主要研究方向为土壤微生物。
E-mail:554063409@。
通信作者:李萍,博士,教授,硕士生导师。
E-mail:wuping4535@。
土壤和凋落物中存在极其丰富的微生物,它们直接影响着土壤的结构、肥力以及养分转化等,通过磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法可以对微生物群落进行定量分析。
本研究首次采用超声波方法提取森林土壤及凋落物中PLFA,探讨各提取条件得到的PLFA含量差异,并分析森林土壤和凋落物间微生物群落结构及其相互作用。
1材料与方法1.1试验材料试验土壤与凋落物均取自中国科学院茂县山地生态系统定位研究站,地理坐标(31°41′N,103°53′ E),属暖温带亚高山季风气候,冬季寒冷干燥、夏季多雨,土壤pH值为5.8~60,年平均温度为8.9 ℃,年降水量919.5 mm。
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*土壤与农业可持续发展国家重点实验室基金(055122)资助通讯作者,E -mai l:zhongwenhui@作者简介:颜 慧(1982~),女,汉族,江苏淮安人,硕士研究生,主要从事土壤微生物学和生物化学研究。
E -mail:hui xiaoyan@hotmai l.c om 收稿日期:2005-10-31;收到修改稿日期:2006-03-22磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用*颜 慧1 蔡祖聪2 钟文辉1,2(1南京师范大学化学与环境科学学院,南京 210097)(2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 210008)摘 要 磷脂脂肪酸(PLFA)是活体微生物细胞膜的重要组分,不同类群的微生物可通过不同的生化途径合成不同的PLFA 。
一些PLFA 可作为分析微生物量和微生物群落结构变化的/生物标记0。
在土壤微生物分析中,越来越多地采用了PLFA 方法。
本文介绍了表征微生物的一些PLFA 、从土壤中提取PLFA 的方法以及用GC -MS 分析PLFA 的原理。
本文还将常用的研究微生物多样性的几种方法进行了比较。
传统的分析土壤微生物群落的方法依赖于培养技术,只能培养和分离出一小部分微生物群落;Biolog 方法可用于研究土壤微生物群落生理多样性,即可反映微生物群落如何利用各种碳源底物,但对快速生长和适合在Biolog 实验条件下生长的小部分群落成员有强烈的选择性;核酸分析方法的主要缺点是不能对土壤微生物进行定量分析;而PLFA 方法相对于上述几种方法有诸多优势。
本文通过一些实例证明PLFA 方法的特色或独到之处,也分析了其缺点。
采用PLFA 方法并结合其他方法有助于获取土壤微生物群落多样性的更多和更全面而完整的信息。
关键词 土壤微生物;磷脂脂肪酸;生物量;群落结构;GC -MS(气相色谱-质谱);多样性中图分类号 X172 文献标识码 A土壤微生物参数很可能最早被用于表征土壤质量[1]。
土壤微生物群落的组成和活性很大程度上决定生物地球化学循环、土壤有机物的代谢过程以及土壤的肥力和质量[1]。
传统上,土壤微生物多样性研究多依赖于培养方法和显微技术,即采用选择性培养基从土壤样品中分离出纯菌株后进行鉴定,获得可培养微生物的种类和数量信息。
但该方法存在以下缺点:(1)许多土壤微生物是不可培养的,分离鉴定到的微生物只占土壤微生物总数的1%~10%,因此,通过该传统方法只能得到微生物群落信息的极小部分[2]。
(2)只能了解可培养的极少数微生物数量和群落结构,具有选择性且不能对大多数土壤微生物定量研究[3]。
(3)对于微生物群体相互作用研究的贡献很小[3]。
目前,磷脂脂肪酸(PLFA)分析被广泛地应用于土壤微生物多样性研究。
磷脂是所有生物活细胞重要的的膜组分,在真核生物和细菌的膜中磷脂分别占约50%和98%[4]。
PLFA 是磷脂的构成成分,它具有结构多样性和生物特异性,土壤中PLFA 的存在及其丰度可揭示特定生物或生物种群的存在及其丰度。
磷脂在细胞死亡后快速降解(厌氧条件下约需2d,而好氧条件下约需12~16d)[5],故用以表征微生物群落中/存活0的那部分群体。
总之,通过对PLFA 的定量测定可完成对了解微生物活细胞生物量的测定,并可通过根据PLFA 分析的种类了解土壤微生物群落结构。
1 PLFA 可以作为土壤微生物标记物生物标记物可分为通用生物标记物(General biomarkers)和特定生物标记物(Specific biomarkers)两类。
通用生物标记物可反映总生物量。
如PLFA 、酯链磷脂脂肪酸(EL -PLFA)的总量可用于了解土壤微生物总生物量[6,7]。
革兰氏阳性和阴性细菌中均含有单不饱和脂肪酸(MUFA),但在革兰氏阳性细菌中它们对总PLFA 的相对贡献很少(<20%),所以MU -FA 可用作革兰氏阴性细菌的通用生物标记[8]。
甲第43卷第5期土 壤 学 报Vol 143,No 152006年9月AC TA PEDO LOGI CA SI NICASep.,2006烷营养细菌特征性PLFA的总量可被当作甲烷营养菌生物量[9]。
特定生物标记物表征特定微生物。
总PLFA谱中某些特征脂肪酸分别对细菌、真菌和放线菌是特异的[10,11],且在大多数情况下PLFA的某专一类型在某一土壤微生物分类中占优势。
直链脂肪酸广泛分布在微生物中。
细菌除含有在其他生物中常见的直链脂肪酸,如油酸或顺型异油酸(十八碳-11-烯酸(顺),简写为18B1X7)外,还含有一些独特的脂肪酸,如具有分支、B-羟基和环丙基的脂肪酸[12]。
MU-FA(单不饱和脂肪酸)(特别是18B1X7)是具有厌氧-去饱和酶途径的真细菌的特征脂肪酸[1]。
支链脂肪酸(异、反异和支链的)主要发现于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性的硫酸盐还原菌、C ytophaga和黄杆菌属(Flavobacterium)中[13],而环丙基脂肪酸常见于革兰氏阴性菌株和革兰氏阳性厌氧菌株[8]。
非酯链脂肪酸(NEL-PLFAs)是鞘酯、缩醛磷脂和其他氨基磷脂的组分。
鞘酯已发现存在于拟杆菌属(Bac-teroides)/黄杆菌属中[14]。
缩醛磷脂主要存在于梭状芽孢杆菌属等厌氧细菌中[15],只有很少数的好氧和兼性厌氧细菌含有缩醛磷脂[15,16]。
在第10个碳上有甲基支链的脂肪酸是放线菌所特有的[17]。
多不饱和脂肪酸(PUFA)只存在于蓝细菌(cyanobacteria)中,并被认为是原核生物的特征性脂肪酸。
真菌菌丝中已检测出存在长链非酯链羟基取代脂肪酸[18]。
特定生物标记物的数目随着所研究的脂肪酸的增多而增加。
特定生物标记物应该代表某一单独的属或种,且在土壤中的浓度应该较大,这样才能便于检测数量少的细菌[19]。
可作为特定生物标记物的一些脂肪酸列于表1。
表1表征微生物的PLFA[4,15,16,20~24]Ta ble1PLFA charac terizin g mic robes微生物类型Microbial group磷脂脂肪酸标记1)Phospholipids fatty acid signatures细菌Bacteria in general 含有以酯链与甘油相连的饱和或单不饱和脂肪酸¹(如15B0、i15B0、a15B0、16B0、i16B0、16B1X5、16B1X9、16B1X7t、17B0、i17B0、a17B0、cy17B0、18B1X5、18B1X7、18B 1X7t、i19B0、a19B0和c y19B0等)革兰氏阳性细菌Gra m-pos itive bac teria含有多种分枝脂肪酸º革兰氏阴性细菌Gram-negative bacteria含有多种羟基脂肪酸»厌氧细菌Anaerobes cy17B0、cy19B0好氧细菌Aerobes16B1X7、16B1X7t、18B1X7t硫酸盐还原细菌Sul fate-reducing bacteria10Me16B0、i17B1X7、17B1X6甲烷氧化菌Methane-oxidizi ng bacteria16B1X8c、16B1X8t、16B1X5c、18B1X8c、18B18t、18B1X6c嗜压/嗜冷细菌Barophilic/ps ychrophilic bacteria20B5、22B6黄杆菌Flavbac terium balustinum i17B1X7芽孢杆菌Bacillus spp.各种支链脂肪酸¼放线菌Acti nomycetes10Me16B0、10Me17B0、10Me18B0等真菌Fungi含有特有的磷脂脂肪酸½(如18B1X9、18B2X6、18B3)X6、18B3X3)蓝细菌Cyanobacteria含有多不饱和脂肪酸¾(如18B2X6)微藻类Microalgae16B3X3原生动物Protozoa20B3X6、20B4X6脱硫细菌Desulfobacteria cy18B0(X7,8)硫细菌Sulfobacteria i17B1X5、10M e18B1X6、11M e18B1X6脱硫弧菌Desulfovibrio i17B1X7c、i15B1X7c、i19B1X7c脱硫叶菌Desulfobulbus17B1X6、15B11)i、a、cy和M e分别表示异、反异、环丙基和甲基分枝脂肪酸;X、c和t分别表示脂肪端、顺式空间构造和反式空间构造i,a,c y and Me refer to is o,anteis o,cyclopropyl and methyl branching fatty acids,res pecti vely;X,c and t refer to the aliphatic end,cis configuration and trans configurati on,respec-tivel y1¹Containing s aturated or monounsaturated fatty acids linked to glycerol with es ter;ºContaining a variety of branched fatty acids;»Containing a varie ty of hydroxylated fatty acids;MUFA;¼Various branc hed chain fatty acids;½Contai ning s peci fic PLFAs;¾Contai ning pol yunsaturated fatty aci ds852土壤学报43卷2 P LFA 的提取PLFA 的提取和测定是PLFA 分析的关键。
PLFA 的提取主要采用简单提取、扩展提取和商用微生物鉴定系统(MIDI)提取等方法[1]。
211 简单提取简单提取用于提取酯链磷脂脂肪酸(E L -PLFA)。
基本过程如下[25~30]:(1)脂类抽提:按018B 1B 2的体积比向土样中先后加入磷酸盐缓冲液(011mol L -1,pH 710)、氯仿和甲醇,所加试剂的具体量一般根据1g 土壤加1ml 氯仿的原则,再根据所用的土壤作适当的改变[31,32]。
于暗处剧烈振荡2h,离心。
将上清液转移到干净试管内,先后加入磷酸盐缓冲液和氯仿,剧烈振荡,静置过夜。
液体分为两相,膜脂分布于氯仿层(下层)中。
用氮气吹干或不吹干直接进行下一步固相抽提。
(2)固相抽提柱层析分离脂类:将第(1)步萃取得到的下层提取液上样于硅酸键合固相抽提柱(Silicic acid bonded solid -phase -extraction column,SPE -SI),分别用氯仿、丙酮和无水甲醇洗脱可将脂类裂解并分离出中性脂、糖脂和磷脂[32,33]。