Improve Research Reproducibility A Bio-protocol resource

根际细菌群落资源利用网络的研究方法

Calculation of Trophic Network of Rhizosphere Bacterial Community

杨 杨天杰
张 张潞潞
AJ Alexandre Jousset
韦 韦中

发表时间: 2021年04月23日 DOI: 10.21769/BioProtoc.2003711 浏览次数: 3533

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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：微生物群落内部以及与外界的营养竞争决定了群落内部互作关系以及抵抗外界生物入侵的能力，量化以资源利用为基础的物种互作关系是评价群落功能和稳定性的关键。本文借鉴了动物生态学领域描述营养竞争互作的3个参数 (资源利用连接度、资源利用嵌套度和生态位重叠)，应用到微生物生态学中，描述微生物群落内部以及群落与外来物种的资源利用网络。本文描述了评价菌株资源利用能力的高通量检测方法，并提供了计算合成菌群内部以及与病原菌资源利用网络的计算方法，评价营养竞争强度。通过用化学纯品模拟根系分泌物，检测单菌48种根系资源的能力，计算并获得合成菌群内部的资源利用连接度、嵌套度以及合成菌群与病原菌之间的生态位重叠指数，进而提供构建功能高效稳定合成菌群的依据。

Keywords: 根际 search 合成菌群 search 资源利用网络 search 生物防治 search 土传病原菌 search

材料与试剂

一、供试菌株

  1. 野生型茄科劳尔氏菌Ralstonia solanacearum QL-Rs1115 (GenBank accession GU390462，以下简称青枯菌) 为本实验室于南京市麒麟后村发病番茄植株中分离而得，具有强的致病性 (Wei et al., 2011)。
  2. 5株非致病性并与青枯菌同属的菌株也于南京市麒麟后村番茄植株中分离而得，分别是：菌株QL-A2、QL-A3、QL-A6、QL-117和QL-140。5株细菌相互之间无拮抗竞争 (不产生拮抗物质) (Wei et al., 2015)，与青枯菌QL-Rs1115之间也均无拮抗竞争 (不产生拮抗物质) (Wei et al., 2013)。所用菌株信息见表1。

             表1. 本研究所用菌株和质粒
    菌株或质粒相关特性GenBank号参考文献或来源


    非致病菌
    		QL-A2Ralstonia mannitolilytica JN699058(Wei et al., 2015)
    QL-A3Ralstonia mannitolilytica KJ780056(Wei et al., 2015)
    QL-A6Ralstonia pickettii HQ267096(Wei et al., 2015)
    QL -117Ralstonia taiwanensis KJ780054(Wei et al., 2015)
    QL-140Ralstonia sp.KJ780055(Wei et al., 2015)
    青枯菌QL-Rs1115Ralstonia solanacearum GU390462(Wei et al., 2013)


二、耗材

  1. 一次性培养皿 (江苏康健医疗用品，90 mm)
  2. 96孔板 (96 well costar clear)
  3. 96孔板0.22 μm滤膜 (Millipore®，MultiScreenHTS GV Filter Plate, 0.22 µm, clear, sterile，MSGVS2210)
  4. 移液枪枪头 (国产-耗材，目录号：JWD-MTB1250-5)
  5. 一次性注射器 (国产-耗材，目录号：BG1327)
  6. 离心管 (康健医疗，目录号：KJ307)


三、化学试剂

  1. 胰蛋白胨 (OXOID，TRYPTONE，目录号：LP0042)
  2. 酵母 (OXOID，目录号： LP0021B)
  3. 牛肉膏 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：69004438)
  4. 乙酸 (fluorochem，目录号：044721)
  5. L-丙氨酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：D800003)
  6. β-丙氨酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：D800003)
  7. L-精氨酸 (VETEC，目录号：V900303)
  8. 抗坏血酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：A800295)
  9. L-天冬门酰胺 (Fluorochem，目录号：M02999)
  10. γ-氨酪酸 (TRC，目录号：A602920)
  11. 柠檬酸 (源叶，目录号：12242)
  12. 瓜氨酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：L805041)
  13. 乙醇胺(国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：81007928)
  14. 甲酸 (上海晶纯生化科技股份有限公司，Aladdin，目录号：F112038)
  15. 甲糖 (Santa Cruz，目录号：sc-221456)
  16. 半乳糖醛酸 (索莱宝科技有限公司，索莱宝，目录号：G8120-5)
  17. 葡萄糖 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：63005518)
  18. L-谷氨酰胺 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：62010838)
  19. 戊二酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：g822471-5g)
  20. L-甘氨酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：G800883-500g)
  21. 乙醇酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：g810374-100ml)
  22. L-组氨酸 (上海晶纯生化科技股份有限公司Aladdin，目录号：H111055-25g)
  23. 异亮氨酸 (J&K，目录号：559486)
  24. 乳酸 (上海晶纯生化科技股份有限公司Aladdin，目录号：L108841-500g)
  25. L-赖氨酸 (Phytotech，目录号：L594)
  26. L-亮氨酸 (Caisson，目录号：L005-100GM)
  27. 马来酸 (BBI，目录号：A610333-0250)
  28. 苹果酸 (Phytotech，目录号：M5536)
  29. 丙二酸 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：30111926)
  30. L-蛋氨酸 (J&K，目录号：945776)
  31. 肌醇 (上海晶纯生化科技股份有限公司，Aladdin，目录号：i108336-25g)
  32. 2-酮戊二酸 (源叶，目录号：S64994-5g)
  33. L-苯丙氨酸 (J&K，目录号：162943)
  34. L-脯氨酸 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：62019936)
  35. 丙酮酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：p815676-25g)
  36. L-丝氨酸 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：d817775-25g)
  37. 琥珀酸 (J&K，目录号：106413)
  38. 蔗糖 (上海晶纯生化科技股份有限公司，Aladdin，目录号：s112224-5g)
  39. 酒石酸 (Santa Cruz，目录号：sc-252654)
  40. L-苏氨酸 (上海晶纯生化科技股份有限公司，Aladdin，目录号：t108222-25g)
  41. L-色氨酸 (LGC，目录号：MM1267.01)
  42. L-缬氨酸 (源叶，目录号：S67607-5g)
  43. 麦芽糖 (Phytotech，目录号：m588)
  44. L-阿拉伯糖 (爱必信生物科技有限公司，absin，目录号：abs47018938-20mg)
  45. D-半乳糖 (TargetMOL，目录号：T0591-25mg)
  46. D-甘露糖 (J&K，目录号：196857)
  47. D-木糖 (J&K，目录号：203390)
  48. D-核糖 (上海麦恪林生化科技有限公司，麦克林，目录号：d817221-25g)
  49. D-甘露醇 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：63008816)
  50. 肌苷 (国药集团化学试剂有限公司，沪试，目录号：65009734)
  51. 草酸 (J&K，目录号：391404)


四、培养基与缓冲液 (见溶液配方)

  1. 胰蛋白胨大豆肉汤培养基 (Nutrient Broth)

仪器设备

  1. 96道手动移液工作站 (苏州中析仪器有限公司，中析，SC9000)
  2. 恒温摇床 (MIN QUAN，MQD-BIR)
  3. 酶标仪 (SpectraMax M5, Sunnyvale, CA, USA)
  4. -80 °C冰箱 (海尔，立式超低温保存箱，DW-86L626，2013款)
  5. 离心机 (Eppendorf AG，22331 Hamburg，5424EH062551)
  6. 移液枪 (Eppendorf Research plus)
  7. 高压灭菌锅 (日本，鸟取，Tega SANYO Industry Co., Ltd，mlS-3780)
  8. 恒温恒湿培养箱 (新苗，隔水式电热恒温培养箱，GNP-9080BS-III)
  9. 天平 (sartorius BSA2202S)
  10. 移液枪 (Eppendorf Research plus)
  11. 涡旋仪 (SCIENTIFIC INDUSTRIES, USA)


软件和数据库

  1. 本研究中将微生物不能利用的资源计做0，可利用的计做 1，以此获得二进制数组。用 R 3.1.2 (www.r-project.org) 进行资源利用网络参数的计算。

实验步骤

Copyright: © 2021 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式：杨天杰, 张潞潞, Alexandre Jousset, 韦中. (2021). 根际细菌群落资源利用网络的研究方法. // 微生物组实验手册. Bio-101: e2003711. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003711.
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How to cite: Yang, T. J., Zhang, L. L., Alexandre, J. and Wei, Z.  (2021). Calculation of Trophic Network of Rhizosphere Bacterial Community. // Microbiome Protocols eBook. Bio-101: e2003711. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003711.
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分类

系统生物学 > 微生物组学

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