凌恩生物特推出双因素扩增子分析流程，主要针对实验研究中存在的双因素设计，各因素下样本中微生物组成和多样性信息一目了然，全方位展示不同因素下样本中微生物的动态变化。
扩增子双因素分析，顾名思义，融合了扩增子测序与双因素分析的精髓。主要用于研究微生物群落的组成及其与环境变量之间的关系。其核心在于同时考虑两个或多个环境因素（如温度、pH值、地理位置等），通过比较不同样本间的α多样性（同一环境内的物种丰富度）和β多样性（不同环境间的物种差异），研究人员可以分析不同因素（如地理位置、气候变化等）如何影响微生物群落的多样性和组成，从而全面评估环境样品中微生物群落的内部差异及不同样本间的相似性与差异性。
文案系列
英文标题：Biofilms in plastisphere from freshwater wetlands: Biofilm formation, bacterial community assembly, and biogeochemical cycles
译名：淡水湿地塑料圈中的生物膜：生物膜形成、细菌群落组装和生物地球化学循环
期刊：Journal of Hazardous Materials
影响因子：12.2
研究背景
研究方案
双因素：不同季节(夏天/冬天)+不同地点(人工森林湿地CF、荷花池湿地LP、天然湖泊湿地NL和水竹湿地WB)
样品类型：不同类型湿地土壤、聚氯乙烯微塑料（PVC MPs）
扩增子测序：土壤细菌多样性测序，V3-V4区（341F-806R）
实验结果
1.不同湿地类型和季节的生物膜特性分析
通过观察SEM（扫描电子显微镜）图像和测量EPS（胞外聚合物）含量等指标，发现夏季的湿地类型CF和WB中，塑料微粒表面的微生物数量和EPS含量均较高，而冬季的湿地类型LP中，塑料微粒表面的微生物数量和EPS含量也较高（图1a-c）。此外，通过对接触角的测量，还发现塑料微粒表面的湿润程度也受到季节和湿地类型的影响（图1d）。
图1 不同湿地和季节MPs生物膜的SEM、EPS
根据CLSM（共聚焦激光扫描显微镜）的荧光照片，夏季MPs表面的生物膜比冬季更丰富（图2a）。在CF湿地中发现更多的EPS和活性细菌，而在WB湿地中则发现了更多无活性的细菌。无论在夏季还是冬季，从CF湿地获得的MPs中的EPS含量最高（图2b）。EEM光谱分析，显示了夏季塑料圈生物膜的EPS以腐殖酸和富维酸为主（图2c）。相反，与夏季相比，冬季塑料圈生物膜的腐殖化程度明显降低（图2c）。
图2 不同湿地和季节塑料圈生物膜的CLSM荧光图、EPS及EEM光谱分析
2.不同湿地类型和季节的微生物群落多样性
图3 不同季节不同湿地土壤和塑料圈细菌群落alpha多样性
图4 土壤和塑料圈细菌群落β多样性及相对丰度差异
3.细菌群落的共生网络和组装机制
通过对不同季节和湿地类型中土壤和微塑料表面微生物群落的比较分析，发现土壤细菌群落的复杂性都远高于塑性圈，并且其共存网络的结构也更加稳定。进一步计算共现网络稳定性的三个指标，结果表明夏季塑料球细菌群落网络不稳定（图5a-d）。此外，研究还揭示了微塑料对微生物群落组装过程的影响，表明微塑料增加了微生物群落的异质选择力，从而影响了微生物群落的组装机制（图5e）。
图5 土壤和塑料圈共生网络及群落组装分析
4.塑料圈与土壤细菌群落生物地球化学循环功能差异
图6 土壤与塑料圈的生物地球化学循环基因相对丰度
研究总结
本文通过研究微塑料在不同湿地类型中生物膜形成的特点及其对生物地球化学循环的影响。结果显示，不同湿地类型及季节对微塑料表面形成的生物膜特性有显著影响。结合高通量测序，发现与土壤细菌群落相比，塑料圈的多样性较低。通过高通量qPCR对生物地球化学循环基因进行定量，发现塑料圈中涉及碳降解、固碳和反硝化的基因相对丰度显着高于土壤群落。这项研究加深了我们对淡水湿地生物膜的形成及其生态效应的理解。
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Biofilms in plastisphere from freshwater wetlands: Biofilm formation,bacterial community assembly, and biogeochemical cycles .Journal of Hazardous Materials, 2024.
