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作者信息: 读书报告牛铭铭 2018.

10.14 IF=8.56 Keywords IF=8.56 CONTENTS 目录 A Introduction B Materials and Methods C Results D Discussion E Conclusion PART

01 Introduction A Atacama Desert 阿塔卡马沙漠zAtacama Desert{ 智利阿塔卡马沙漠是世界上最干燥的地区之一,被称 为世界的"干极",同时也是地球上最接近火星的自然 环境,这里土壤荒瘠、高盐,几乎连细菌也不能存活, 造成这一切的原因,其中一部分是因为缺水.这里每 十年的降雨量,只能用毫米来度量,而在沙漠的某些 部分,已经数百年都没有出现过丝毫的降水迹象.美 国宇航局选中这里为太空探测车的测试地点. A Research Background 在阿塔卡马沙漠核心区域唯一记录的微生境是由表层盐 壳中的微生物群落定殖,其中微生物活动通过潮解实现. (Wierzchos J, et al.

2011 ). 尽管在阿塔卡马沙漠的地下存在微生物的痕迹(Crits- Christoph A,et al.2013),但仍然不清楚这些环境是否 支持活跃的微生物生长,或者观察到的细胞是否是通过大气 迁移偶尔引入的. A Aim 特殊降雨事件后土壤适宜性的物理化学特征. A 确定了指示潜在活跃细胞的生物分子. B 从所选样品重建的未培养细菌的基因组的原 位复制率的测量. C 土壤参数和深度特有的微生物群落模式. D PART

02 Materials and Methods B Site description B Site description Coastal Soil(CS) Alluvial Fan(AL) Red Sands(RS) Maria Elena(ME) Yungay(YU) Lomas Bayas (LB) B Soil parameters 水分吸附等温线和水分活度 地球化学和矿物学分析 无机盐和有机盐测定 矿物学分析 无机同位素地球化学 含水量 60℃ 105℃ B Organic Analyses TOC方法论 溶剂和试剂 氯甲烷GC-MS的排放率 多环芳烃(PAHs)的提取与分析 氯甲烷的稳定氢同位素测量(GC-IRMS) B Metabolites 土壤提取 ESI(-) FT-ICR-MS 分析 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪 B Phospholipids/Phospholipid Fatty Acids Analysis (PLFA) 萃取和柱分离 检测磷脂脂肪酸(PLFA) 计算每克沉积物的细胞负荷 ATP分析 读取宏基因组学,基因组分辨的宏基因组学和原位复制率 B Fungal Analyses 真菌生物量 真菌多样性 内生孢子量化 B DNA isolation and sequencing Extraction of extracellular (e) and intracellular (i) DNA Cell separation Recovery of iDNA and eDNA Quantitative PCR analysis (qPCR) 16S rRNA gene amplicon pool preparation for Illumina MiSeq sequencing Metaproteomics Cultivation B Cultivation

1、将15g沉淀物样品转移到50mL离心管中并用无菌水 润湿. 松散地关闭螺旋盖,将管在28℃的水平位置温 育3天. 在此期间,样品每天润湿一次.

2、然后将样品转移至500mL螺旋盖烧瓶中并与4mL NaCl(0.9%,wt / vol)和1mL TSA培养基(1/10浓度) 混合,28℃120rpm震荡温育过夜.用NaCl(0.9%,wt / vol)稀释涂布在不同的培养基上,28℃培养. 分离方法 B Media NaCl 20g MgSO4*7H2O 10g Na-citrate 3g casaminoacids 7.5g yeast extract 1g tryptone 5g Fe(NH4)2(SO4)2 *

6 H2O 0.05g K2HPO4 0.5g pH 7.8 NaCl 50/125/250 g KCl 2g MgSO4*7H2O 20g FeCl3 0.023g Na-citrate 3g casaminoacids 5g yeast extract 5g pH 7.8 EMH-2 %(1L) EH-5 %, EH-12.5 %, EH-25 % (1L) B Media NaCl 15g CaSO4 * 2H2O 3.764g KNO3 0.75g MgCl2 * 6H2O 2g FeSO4 * 7H2O 0.05g TSA 1g pH 6.9 AL 0-5 cm (AL-Na/Ca) CaSO4 * 2H2O 26g KNO3 0.112g KCl 2g MgCl2 * 6H2O 0.25g FeSO4 * 7H2O 0.05g TSA 1g pH 7.6 YU 0-5/20-30 cm (YU-Ca) Na2SO4 90g Ca(NO3)4 8.2g CaSO4 * 2H2O 13.3g MgCl2 * 6H2O 9g KNO3 2.16g FeSO4 * 7H2O 0.05g TSA 1g pH 8.0 YU 50/100 cm (YU-Na) 所有培养基用20g琼脂固化并补充环己酰亚胺 (10μg/ mL)以避免真菌生长. PART

03 Results C Microbial Diversity DNA库的宏基因组分析揭示了CS的高细菌多样性, 与沙质土壤类似,但与YU和ME的干燥区域相比要 高得多. C Microbial Diversity 真菌 细菌 C Abundance and Identification of Dead and Living Microorganisms 图2 在0-5cm和20-30cm深度收集的样品 的iDNA和eDNA OTU交叉点的维恩图 C C Abundance of Endospores 表2 基于DPA的内生孢子浓度(g-1) C Abundance of Endospores C Metabolic Activity

1、通过荧光素二乙酸酯水解测定法获得微生物活性的证据以 确定酶活性. C Metabolic Activity

2、ATP分析支持存在活跃的 天然微生物群落的假设. 即使在阿塔卡马核心区域最干旱 的地方,天然微生物有时也可能 具有代谢活性. C Metabolic Activity

3、通过直接注射电喷雾电 离傅里叶变换离子回旋共振 质谱[ESI( - )FT-ICR-MS] 分析水可提取代谢物,支持 具有代谢活性微生物的存在. 结果表明,水溶性有机化合物主 要由脂肪族碳水化合物和脂肪酸 (CHO)组成,而含氮和硫的化 合物(CHNO和CHOS)则较少. C A Transitory Habitat? PART

04 Discussion Discussion D 六个采样点iDNA库的微生物相对丰度 Discussion D 微生物在表面和地下位置持续存在的另一个挑战是超干 旱土壤的低有机质含量特征.较高的TOC和水分含量产生 更高的总微生物生物量和多样性. Discussion D 目前火星大气层不会下雨,但是火星表面附近可能 存在液态水,其形式为夜间暴风雪/冰微爆,雾,近 地表地下水, 也可能来自矿物脱水反应. 在火星上, 具有较高水活度和减少暴露于环境压力(例如,紫 外线照射,大的日常温度波动)的较深土层预计更 适合于支持生命. 因此,在阿塔卡马沙漠的超全境 中观察到一个短暂的栖息地,这些微生物在短时间 内具有活性,可以作为火星的合理工作模型. PART

04 Conlusion 作者信息: Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit! Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Maecenas porttitor congue massa. Fusce posuere, magna sed pulvinar ultricies, purus lectus malesuada libero, sit amet commodo magna eros quis urna. Nunc viverra imperdiet enim. 本研究提供了有关栖息在高盐短暂湖泊Chott El Jerid的原核生物群落的有价值的信息. 我们的研究的原创性是使用 Illumina Miseq的现代测序和传统的DGGE克隆来研究洪水期间的原核生物. 在这里,我们发现在湿季期间, betaproteobacterial组(Ralstonia物种)和halobacterial组(Halorubrum物种)分别主导细菌和古细菌. 在淹水期间也检测到厌氧群落,如产甲烷种群和硫酸盐还原菌. 应特别注意这些类型的嗜盐性群落的隔离及其在不久的 将来对生物技术应用的影响 D Conclusion 研究结果强调,即使是超级阿特卡马 沙漠也可以为微生物提供一个适宜居住的 环境,使它们在水分偶然增加后变得具有 代谢活性,一旦它减少,微生物群的活动 就会减少.这些结果对火星等其他这些从 早期的潮湿环境转变为今天的极端干旱环 境星球上的生命前景研究产生了影响. 作者信息: Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit! Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Maecenas porttitor congue massa. Fusce posuere, magna sed pulvinar ultricies, purus lectus malesuada libero, sit amet commodo magna eros quis urna. Nunc viverra imperdiet enim. 本研究提供了有关栖息在高盐短暂湖泊Chott El Jerid的原核生物群落的有价值的信息. 我们的研究的原创性是使用 Illumina Miseq的现代测序和传统的DGGE克隆来研究洪水期间的原核生物. 在这里,我们发现在湿季期间, betaproteobacterial组(Ralstonia物种)和halobacterial组(Halorubrum物种)分别主导细菌和古细菌. 在淹水期间也检测到厌氧群落,如产甲烷种群和硫酸盐还原菌. 应特别注意这些类型的嗜盐性群落的隔离及其在不久的 将来对生物技术应用的影响 D Conclusion 作者信息: 请各位老师同学批评指导!