百邁客微生物事業(yè)部自成立以來，與全國多家科研院校合作，提供高質量的測序服務，具有豐富的項目經(jīng)驗，據(jù)不完全統(tǒng)計，百邁客微生物領域合作文章累計影響因子2000+。文章見刊于《Cell Host & Microbe》、《Water Research》、《Journal of Hazardous Materials》、《Gut Microbes》、《Bioresource Technology》等高水平雜志。
近日，百邁客客戶文章不斷，喜報頻頻，在恭喜老師論文發(fā)表的同時，我們對文章進行了解讀，分享給各位讀者，本期分享的為微生物多樣性在環(huán)境樣品中研究的成功案例，希望能夠為各位老師提供研究思路。
成功案例一：IBR方法評估（微生物多樣性，酶活，功能基因）毒性得到雙氯磺草胺毒性高于氯酯磺草胺
期刊：Journal of Hazardous Materials
影響因子：10.584
發(fā)表時間：2021.6
合作單位：山東農業(yè)大學資源與環(huán)境學院
研究方法：微生物多樣性+功能基因qPCR+酶活+IBR
文章簡介
該論文通過16S rRNA基因測序、qPCR、酶活檢測以及IBR評估等方法，研究了兩種除草劑（氯酯磺草胺和雙氯磺草胺）不同濃度下所造成的土壤微生物、土壤中酶活力變化。結果表明，不同濃度的除草劑對土壤微生物群落組成造成了不同程度的影響，且兩種除草劑影響后的土壤微生物組成顯著不同。兩種除草劑對土壤內氮循環(huán)及碳循環(huán)相關功能基因均產(chǎn)生影響，整體而言，雙氯磺草胺產(chǎn)生的效果更顯著。兩種除草劑對土壤中固氮相關酶活均有促進作用，使用綜合生物標志物響應法（IBR）對他們的環(huán)境毒性進行了比較與評估，發(fā)現(xiàn)雙氯磺草胺的環(huán)境毒性高于氯酯磺草胺。
圖1.除草劑處理后土壤微生物組成差異
成功案例二：不同地點所含重金屬和抗生素含量不同，抗生素抗性基因轉移受到來源、抗生素及重金屬影響
期刊：Environmental Pollution
影響因子：8.072
發(fā)表時間：2021.11
合作單位：河南師范大學環(huán)境學院
研究方法：微生物多樣性+抗生素抗性基因qPCR
文章簡介
抗生素耐藥性是影響生態(tài)系統(tǒng)健康和公共衛(wèi)生的一個日益嚴重的問題。該研究在中國新鄉(xiāng)16個采樣點調查了9個耐藥基因(ARGs)和3個移動遺傳元件(MGEs)及其與抗生素、重金屬和微生物群的關系。醫(yī)院排出物中氟喹諾酮類(fluoroquinolones)含量最高，動物糞便中土霉素（oxytetracycline）含量最高。動物糞便中鋅和銅含量最高，可能影響intI1和aac(6’)-Ib基因的擴散。氨基糖苷類和磺胺類耐藥基因(aac(6 ‘)-Ib、aadA和sul1)是該地區(qū)主要ARGs。此外，除sul1基因外，動物糞便中ARGs和MGEs的檢出量均高于醫(yī)院污水。另一方面，污水處理廠（MWWTPs）中抗生素(29.76-100%)、重金屬(31.25-100%)和ARGs(1-3個數(shù)量級)的不完全去除導致這些污染物在下游河流中積累。網(wǎng)絡分析表明，ARG的潛在宿主(Jeotgalibaca、Atopostipes、Corynebacterium_1等)在動物糞便中比在醫(yī)院污水中更占優(yōu)勢，表明與醫(yī)院污水相比，ARG在動物糞便中的轉移潛力更高。這些結果為抗生素、重金屬、ARGs和微生物從人類和動物源通過MWWTP排放和施肥向接收環(huán)境的不同遷移和傳播途徑提供了有用的見解。
圖2.RDA分析和網(wǎng)絡圖分析
成功案例三：牛血清白蛋白通過腸道菌群免疫軸加重Klotho缺陷小鼠巨噬細胞M1活化和腎臟損傷
期刊：International Journal of Biological Sciences
影響因子：6.58
發(fā)表時間：2021.2.2
合作單位：上海復旦大學附屬華山醫(yī)院
研究方法：微生物多樣性+qPCR+Western blot
文章簡介
Klotho表達異?？蓪е履I臟損傷和慢性腎臟疾病，但其潛在機制尚不清楚。在該研究中，使用低劑量牛血清白蛋白(BSA)處理Klotho+/-小鼠和野生型小鼠。病理檢查表明BSA-Kl-/+組小鼠腎小球膠原沉積和纖維化面積明顯大于BSA-WT組。BSA-Kl-/+小鼠血清超氧化物歧化酶、丙二醛、肌酐和尿素水平顯著升高。腸道菌群16S rRNA v3-v4區(qū)序列分析表明，BSA-K1-/+小鼠的Dubosiella、Akkermansia、Alloprevotea和Lachnospiraceae屬的相對豐度顯著高于BSA-WT小鼠，而Allobaculum和Muribaculaceae屬的相對豐度顯著低于BSA-WT小鼠。KEGG分析顯示，BSA-Kl-/+小鼠體內信號轉導、外源生物降解代謝和脂質代謝的代謝途徑顯著增加。流式細胞儀檢測表明BSA-KL-/+小鼠外周血CD68+/CD11b+細胞比例明顯高于BSA-WT小鼠。QPCR和Western blot結果顯示BSA-KL-/+小鼠MΦ-1細胞中Klotho和Nrf2的表達明顯降低。結果表明，在牛血清白蛋白治療的Klotho缺陷小鼠腸道微生物菌群失衡引起的免疫激活和慢性炎癥過程中，單核巨噬細胞M1細胞NRF2/NF-κB信號通路蛋白表達的紊亂導致炎癥和腎臟損傷的加重。
圖3.BSA通過腸道菌群-免疫軸加重klothod缺陷小鼠巨噬細胞M1激活和腎臟損傷。
以上論文的測序和部分數(shù)據(jù)分析工作由北京百邁客生物科技有限公司完成。如您有任何疑問，歡迎討論區(qū)留言或者發(fā)郵件給我們（郵箱地址：tech@biomarker.com.cn）
總結
通過以上三篇文章，我們可以發(fā)現(xiàn)，當研究某一個問題時（如本文的除草劑毒性，抗生素抗性基因等），一般研究思路為：1）綜合考慮環(huán)境中存在影響因素，如除草劑濃度，微生物群落變化等；2）分組設計和樣本收集，根據(jù)研究目的進行樣本收集，常見樣本類型包括土壤樣品等；3)檢測分析，包括環(huán)境樣品理化性質表征，微生物組檢測分析，土壤酶活檢測，qPCR等；4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計，差異物種分析，理化性質分析和差異基因分析等。通過對多種數(shù)據(jù)進行相關性分析進而可以得到研究問題與多因素相關分析結果。
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參考文獻：
1.Zhang Y, Zhang J, Shi B, et al. Effects of cloransulam-methyl and diclosulam on soil nitrogen and carbon cycle-related microorganisms[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021: 126395.
2.Yuan W, Zeng X, Cao Y, et al. Distribution of antibiotic resistance genes from human and animal origins to their receiving environments: A regional scale survey of urban settings[J]. Environmental Pollution, 2021: 118512.
3.Lai L, Li Y, Liu J, et al. Bovine serum albumin aggravates macrophage M1 activation and kidney injury in heterozygous Klotho-deficient mice via the gut microbiota-immune axis[J]. International journal of biological sciences, 2021, 17(3): 742.
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