基于Miseq的好氧反硝化菌源水脱氮的种群演变

中国环境科学2016，36(4)：1125~1135ChinaEnvironmentalScience基于Miseq的好氧反硝化菌源水脱氮的种群演变周石磊，黄廷林，张春华，白士远，何秀秀(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西北水资源与环境生态教育部重点实验室，陕西西安710055)摘要：为了研究好氧反硝化菌源水脱氮过程中水体微生物群落的演变，利用Miseq高通量测序法对投菌和对照两系统水体样本的微生物信息进行统计，并对两组样品进行了优化序列统计，OTU分布统计和分类学分析的基础分析；以及细菌群落结构,PCA，Rank-Abundance，Hcluster,Speeaceurn和OTU分布的高级分析．结果显示，投加贫营养好氧反硝化菌的源水系统的氮素得到有效去除，脱氮效果明显；层次聚类和主成分分析显示两系统内的群落结构发生变化，投菌系统与对照系统主要表现为变形菌和拟杆菌门；细菌主要门类和水质参数的相关性分析得出，水质指标对两系统群落变化作用明显；与此同时，投菌系统中有关氮循环的细菌有上升的变化过程．Mjscq高通量测序研究源水脱氮过程的微生物种群演变可行，为研究原位生物脱氮过程的水体微生物群落演变提供技术支撑，关键词：源水脱氮；好氧反硝化；Miseq测序；生物信息分析；微生物群落中图分类号：X172文献标识码：A文章编号：1000—6923(2016)04—1125～11BacterialcommunitystructuresofaerobicdenitrificationbacterianitrogenremovalprocessinsourcewaterexperimentbyusingMiseqhigh-throughputsequencingtechnique．ZHOUShi-lei，HUANGTing-lin’，ZHANGChun-hua,BAIShi-yuan，HEXiu-xiu(KeyLaboratoryofNorthwestWaterResource，EnvironmentandEcology,MinistryofEducation,SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055，China)．ChinaEnvironmentalScience，2016，36(4)：1125~1135Abstract：Miseqhigh-throughputsequencingtechniquewasusedtoinvestagethebacterialcommunitystructureofnitrogenremovalprocessinsourcewaterexperimentsystemsaddedaerobicdenitrificationbacteria．Bioinformaticsanalysiswerecarriedontheforthesamplesofbacteriaandcontrolsystems．Then，thefundamentalanalysis，Optimizedsequencestatistics，OTUdistribution，andTaxonomicanalysis；theAdvancedanalysis，themicrobialcommunity,PCA，Rank-Abundance，Hcluster,Specaccuna，andVennofOTUdistribution．Asaresult，thenitrogenofbacteriasystemwasremovedobviously,andHierarchicalcluateringandPCAshowedthatthemicrobialcommunitystructureofbacteriaandcontrolsystemshaschanged，andtheProtebactericeandBacteroideteswerethemainphyluminexperimentsystems．Meanwhile，theN—functionalmicrobialofbacteriasystemhadanincreaseprocess，obviously，whichWasconsistentwiththechangesofaerobicdenitrificationbacteria．Fromalltheresults，theMiseqhigh-throughputsequencingtechniqueWasanefectivetooltoexplorethechangesofbacterialco