油气微生物分子勘探技术与初步应用

油气微生物勘探技术因其多解性小、信噪比高、受环境影响小、经济快速的特点，越来越受到勘探家的重视。随着高通量测序、分子生物学技术及生物信息学的快速发展，从微生物群落整体的角度描述特定油气指示微生物的变化，已成为未来微生物勘探技术的重要发展方向。介绍土壤样品采集、DNA提取与分析、判别模型建立和有利区预测等4个油气微生物分子勘探技术关键环节，并针对土壤DNA提取和油气指示微生物检测进行重点阐述。工业级DNA提取技术研究发现，Griffth方法提取并纯化土壤微生物DNA效果最佳。针对大样本量工程，使用高通量移液工作站和商用多孔板DNA抽提试剂盒可大幅提高勘探效率；综合稳定性同位素探针和高通量测序的分子检测技术研究探明了典型含油气区主要油气指示微生物菌种分布规律，高频油指示菌(AMNR族)为节杆菌、分枝杆菌、诺卡氏菌和红螺菌，高频气指示菌为甲基球菌、甲基杆菌、甲基孢囊菌。微生物分子勘探技术在鄂尔多斯盆地杭锦旗地区的初步应用表明，该技术在黄土塬地貌区油气识别精度显著提升，在含油气性评价方面效果良好，为鄂尔多斯盆地北部致密气有利区带筛选提供了参考依据。      

K-means聚类算法在肿瘤基因变异识别中的应用

二代测序NGS(Next-generation sequencing)数据的迅速发展加快人们对于基因的探索,同时也给测序数据分析任务带来更大的挑战。癌细胞特异变异的识别是测序数据分析的一项重要基础性工作。当前的变异识别工具大多采用贝叶斯模型方法,特异度、灵敏度和速度都远远满足不了需求。K-means是一种简洁高效的无监督聚类算法,基于此将位点信息映射成多维的特征,再进行类别个数为2的聚类过程。该算法明显提高了准确度和召回率,实验结果验证了算法的有效性。     

生鲜畜禽肉中沙门氏菌全基因组分析与分子溯源

依据GB 4789.4—2016对从长沙市生鲜市场随机采集的生鲜猪肉、鸡肉进行检验。结果显示:有20份生鲜猪肉样品检出沙门氏菌,检出率为83.3%;有20份生鲜鸡肉样品检出沙门氏菌,检出率为74.1%;总检出率为78.4%。通过对其中40株沙门氏菌进行全基因组测序与分子溯源研究,结果表明:20株猪源性沙门氏菌与20株鸡源性沙门氏菌按分子溯源分析可分为5个明显不同的聚类,清晰反映了沙门氏菌的污染源分布及交叉污染情况,实现了精准溯源;其中发现了15个致病基因,从基因层面阐明了沙门氏菌可能存在的致病基因与致病机制,提示了沙门氏菌潜在的致病风险;试验发现了15个耐药基因,从基因层面阐明了沙门氏菌可能存在的耐药基因与耐药机制。     

分子生物技术在果汁鉴伪中应用的研究现状

为探究传统发酵牦牛酸奶及奶酪中细菌群落结构的多样性，采用Illumina Miseq高通量测序对西藏林芝传统自然发酵牦牛酸奶（sn）和酪乳（nl）样品进行细菌群落结构分析。结果表明，酪乳和酸奶样品总计测得有效序列条数分别为（58 455±1 145）条和（57 068±1 263）条，共产生（63±2）个和（25±3）个操作分类单元（OTUs）。酪乳样品的α多样性指较高，具有较高的细菌群落多样性；酸奶和酪乳样品细菌的优势细菌门均为厚壁菌门（Firmicutes），其相对丰度分别为（99.80±3.47）%和（50.76±2.13）%；酸奶样品的优势菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）（相对丰度为（74.32±1.23）%），酪乳样品的优势属为乳球菌属（Lactococcus）（相对丰度为（48.44±2.13）%）；酸奶和酪乳样品在属水平的热图分析表明两个样品的细菌群落结构具有差异性和相似性。     

硫酸软骨素ABC I酶的融合表达及传感器应用研究

采用MiSeq高通量测序技术对来凤地区盐渍藠头盐水细菌多样性进行解析，并采用PICRUSt技术对其基因功能进行预测。结果表明，99.58%的基因序列长度为425～451 bp，基本覆盖16S rRNA V3-V4区序列；优势细菌门为硬壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），平均相对含量分别为43.94%、33.12%和18.21%；优势细菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）和嗜热油菌属（Thermoleophilum），平均相对含量分别为30.28%、18.21%和16.13%；共有219个核心操作分类单元（OTU），包含的序列数占总序列数的75.56%；盐渍藠头盐水中可能共有大量具有较强氨基酸转运和代谢功能的细菌类群。     

烟草种子附生真菌群落结构与多样性

为了解烟草种子附生真菌的群落结构和多样性。采用Illumina MiSeq高通量测序技术测定K326、云烟85、L8、301种子的附生真菌。结果表明K326种子的优势属为链格孢属（Alternaria）、赤霉菌属（Gibberella）、隐球菌属（Cryptococcus）、镰刀菌属（Fusarium）及红酵母属（Rhodotorula）等；云烟85的优势属为赤霉菌属、小画线壳属（Monographella）、链格孢属、红酵母属及镰刀菌属；301的优势属为链格孢属；L8的优势属为链格孢属、曲霉菌属、镰刀菌属、赤霉菌属及隐球菌属等。      

甘南牦牛曲拉中真菌群落结构

提取曲拉样品的DNA,选择合适的通用引物扩增ITS特定区域,采用Illumina高通量测序技术检测目标区域的序列变异和丰度,通过分析曲拉样品中真菌的Alpha多样性、物种分类组成及Beta多样性,以揭示甘南牦牛曲拉中真菌菌群的群落结构。结果表明,曲拉中具有高度的真菌多样性,并且不同来源样品的Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数和ACE指数存在差异;在曲拉样品中共检测出6个门和123个属的真菌,所有样品中的共有优势门为子囊菌门(Ascomycota),共有优势属为毕赤酵母属(Pichia)和双足囊菌属(Dipodascus);采用非度量多维尺度分析和非加权组平均法聚类分析可以将曲拉样品分为3类,结果与样品来源一致;置换多元方差分析表明,不同来源的样品间真菌组成差异显著(P=0. 001); Spearman关联网络图表明,样品中真菌群落之间正相关占主导地位;研究结果可为牦牛曲拉的品质控制奠定基础。     

新鲜曲拉与干燥曲拉细菌群落结构的比较分析

比较研究西藏新鲜曲拉和干燥曲拉细菌多样性差异。通过Illumina MiSeq测序技术,分析西藏林芝产新鲜牦牛曲拉和干燥牦牛曲拉细菌16SrDNA V1-V3区基因序列,对不同状态牦牛曲拉细菌群落结构进行系统分析和比较。结果表明新鲜曲拉(XZL)获得(29 566.67±1 703.40)条高质量序列,聚成(594.33±36.26)个可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),干燥曲拉(GLZ)获得(33 604.67±2 042.39)条高质量序列,聚成(690.67±56.82)个OTUs。新鲜曲拉和干燥曲拉在门水平上主要细菌群落隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),在属水平上中新鲜曲拉检测出72个属,干燥曲拉检测出96个属,二者主要优势乳球菌属(Lactococcus)、沙雷氏菌属(Serratia)、不动杆菌属(Acinetobacter)。干燥曲拉的Alpha多样性指数相关指标辛普森指数(Simpson)指数的平均值为0.90±0.01、Chao1指数平均值为760.21±133.80、ACE指数平均值为775.91±116.98、香浓指数(Shannon)指数平均值为5.46±0.05,而新鲜曲拉的Simpson指数平均值为0.90±0.01、Chao1指数平均值为595.31±45.23、ACE指数平均值为602.15±49.33、Shannon指数平均值为5.39±0.17,由此可知与新鲜曲拉相比干燥曲拉细菌多样性更为丰富。     

不同大小沙田柚品质差异及其分子机理探究

本文研究不同大小沙田柚果实之间品质的差异,并探讨品质差异产生的机制。将沙田柚依据果实大小进行分类,测量可溶性固形物含量、种子数目、果皮厚度和果形指数,同时对不同大小的沙田柚进行转录组测序。结果表明,大小适中的沙田柚,即950~1000 g的沙田柚可溶性固形物含量高,沙田柚果皮厚度和种子数目随着沙田柚重量的增加而增大,果形指数不受沙田柚果实大小的影响。转录组测序后,比对KEGG数据库,显著富集了20条通路,其中10条涉及到风味品质相关的物质代谢,2条与植物激素相关。沙田柚果实大小和可溶性固形物含量、果皮厚度、种子数目相关,和果形指数无关,植物激素信号转导和风味物质代谢相关基因的差异表达可能是产生品质差异的原因。     

基于高通量测序技术分析东北豆酱的微生物多样性

为了解东北市售豆酱中的微生物多样性及其结构组成,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对东北市售5种常见豆酱进行细菌16S rDNA V4区及真菌ITS1~2区基因序列分析,探究其微生物的群落结构组成及其多样性。结果表明,5种豆酱中细菌有效序列共131462条,1732个OUT,真菌有效序列120336条,1040个OUT。样本在门的水平上,优势细菌门是厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),真菌为子囊菌门(Ascomycota)。在属水平上,细菌主要为葡萄球菌属(Staphylococcus)、肠杆菌属(Enterobacter)、明串珠菌属(Leuconostoc)、芽孢杆菌属(Bacillus)、色盐杆菌属(Chromohalobacter)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)。真菌主要为接合酵母属(Zygosaccharomycse)、曲霉属(Aspergillus)、赤霉属(Gibberella)、毛霉菌属(Mucor)、青霉菌属(Penicillium)。经OTU稀释性曲线的验证,能够证明本次实验结果覆盖了样品中绝大多数物种,实验结果较准确。综上所述,通过对豆酱进行高通量测序研究,发现其微生物群落和风味与其地理位置以及加工方式存在一定关系,加深了对成品豆酱中微生物群落结构和多样性的认识,能为今后豆酱的生产、保藏和优良菌种选育提供一定的理论支持。