我所在分子生物学新方法开发研究方面取得新进展

       近日，广东省生态环境技术研究所（以下简称我所）孙蔚旻研究员团队在分子生物学新方法开发研究方面取得新进展，相关研究成果发表在国际环境领域权威期刊《Environmental Science & Technology》（ES&T；IF=7.149）。
       由于自然界大部分微生物无法分离培养，导致它们的生理生化特性不被人类所了解。土壤中的此类微生物被比拟为物理学中的暗物质，被称为“生物暗物质”。能够揭开“生物暗物质”面纱的稳定同位素示踪（stable isotope probing，SIP）因无需培养，即可获知功能微生物信息，故自STP从问世以来，迅速被学术界广泛应用。但是，目前流行的STP技术只能获取功能微生物的种属信息，不能获知其相关代谢信息。针对这一问题，孙蔚旻研究员团队开发了稳定同位素示踪-宏基因组分箱联用平台，不仅关注于功能微生物种群信息，还能挖掘其代谢潜能信息，能够填补目前稳定同位素示踪的技术缺陷。
       该团队利用这一联用平台，揭示了参与厌氧砷氧化细菌的相关信息。本研究采用室内微宇宙培养实验，解析了砷污染土壤中的厌氧砷氧化过程及其与反硝化过程的耦合关系，利用稳定同位素示踪技术，以13C-NaHCO3为唯一碳源，通过16S rRNA高通量测序技术，锚定土壤中驱动厌氧砷氧化过程的自养型功能微生物；同时，利用宏基因组分箱技术，拼装基因草图，重点分析自养厌氧砷氧化过程中的关键功能基因（砷氧化基因、反硝化基因、固碳基因），系统解析了砷污染土壤中自养型厌氧砷氧化微生物的相关代谢途径。
       孙蔚旻团队于自2016年组建以来，一直致力于开发稳定同位素示踪-宏基因组分箱联用平台，经过几年的连续攻关，联用平台技术趋于成熟与完善。利用联用平台技术揭示了功能微生物代谢潜能信息这一成果在环境权威期刊上的发表，代表此技术得到学术界的认可。

Miaomiao Zhang, Zhe Li, Max M. Häggblom, Lily Young, Zijun He, Fangbai Li, Rui Xu, Xiaoxu Sun, and Weimin Sun，2020.

Characterization of Nitrate-Dependent As(III)-Oxidizing Communities in Arsenic-Contaminated Soil and Investigation of

Their Metabolic Potentials by the Combination of DNA-Stable Isotope Probing and Metagenomics.

https://doi.org/10.1021/acs.est.0c01601
 

 （土壤生态修复研究团队  张苗苗/供稿）