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基于高通量测序技术的丛枝菌根真菌多样性研究方法

High-throughput Sequencing-based Method for Characterizing Biodiversity of Arbuscular Mycorrhizal Fungi

付 付伟
武 武慧
陈保冬 陈保冬

发表时间: 2021年04月22日 DOI: 10.21769/BioProtoc.2003673 浏览次数: 6447

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微生物组实验手册：架起各领域通向微生物组世界的桥梁
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摘要：丛枝菌根 (Arbuscular mycorrhizal, AM) 真菌是一类可以与大多数陆地植物形成专性共生体系的土壤真菌类群。在过去的十几年中，高通量测序技术已经彻底改变了菌根生态学的研究方法，使得我们有能力深入探究不同环境中的AM真菌群落。相较于传统的形态学鉴定和Sanger测序方法，高通量测序可以快速、高通量、较准确的分析大量样品的AM真菌群落组成，使得区域和全球尺度上的AM真菌多样性和生物地理学研究成为可能。测序方法相较于传统方法具有更高的检测灵敏度，目前通过形态学鉴定大约定义了300种AM真菌，而通过分子手段定义的物种数超过1,000种。虽然高通量测序技术已经广泛应用于微生物的群落研究中，但是由于AM真菌在生物学和遗传学上的特异性，使得该方法在AM 真菌群落研究中的应用存在一些认识误区。本方法以AM真菌的rRNA小亚基 (Small subunit rRNA, SSU) 测序为例，基于二代测序平台 (Illumina MiSeq) 和最新的去噪数据分析方法DADA2，介绍了AM真菌多样性的研究方法。本方法适用于土壤和植物根系AM真菌多样性的研究。

Keywords: 丛枝菌根真菌 search 多样性 search rRNA小亚基 (Small subunit rRNA, SSU) search DADA2 search

材料与试剂

  1. 1.5 ml/2 ml无菌离心管 (Axygen, MCT-150-C-S-1)
  2. 塑封袋
  3. 无菌培养皿
  4. 无菌手套
  5. 液氮
  6. ddH2O (双蒸水，DNase-Free)
  7. FastDNATM SPIN Kit (MP Biomedicals, 116560200)，保存温度：15-30°C
  8. 高保真DNA聚合酶 (Thermo scientific, F530L)，-20°C保存
  9. 引物 (生工生物，WANDA/AML2)，溶解后-20°C保存

仪器设备

  1. 剪刀
  2. 镊子
  3. 酒精灯
  4. 2 mm土壤筛
  5. 样本裂解仪 (MP Biomedicals, Fastprep-24 5G)
  6. PCR仪 (Ependorff, Mastercycler pro)
  7. NanoDrop超微量分光光度计 (Thermo scientific, ND-3300)
  8. 冷冻干燥机 (LABCONCO, FreeZone 4.5)
  9. 离心机 (Thermo scientific, Heraeus Fresco 21)
  10. 涡旋混合器 (MoBio Laboratories, G560E)
  11. 电子天平 (Mettler Toledo, ML54)

软件和数据库

  1.  R statistics (v3.6.0, https://www.r-project.org/)
  2.  R package: DADA2 (v1.14.0, https://benjjneb.github.io/dada2/index.html)
  3.  R package: vegan (v2.5.6, https://cran.r-project.org/web/packages/vegan/index.html)
  4.  MaarjAM database (下载日期：2020.01.16, https://maarjam.botany.ut.ee/)


实验步骤

Copyright: © 2021 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式：付伟, 武慧, 陈保冬. (2021). 基于高通量测序技术的丛枝菌根真菌多样性研究方法. // 微生物组实验手册. Bio-101: e2003673. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003673.
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How to cite: Fu, W., Wu, H. and Chen, B. D. (2021). High-throughput Sequencing-based Method for Characterizing Biodiversity of Arbuscular Mycorrhizal Fungi. // Microbiome Protocols eBook. Bio-101: e2003673. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003673.
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分类

系统生物学 > 微生物组学

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