基于不同生物信息流程对天山一号冰川真菌多样性的比较研究

摘要

目的：全球范围看来冰川属于淡水生态系统中一个重要的组成部分。在冰川系统中生存着大量的原核和真核微生物。通过阅读相关文献发现之前对冰川生物系统的研究主要集中在对细菌相关理论方面的研究，但是对冰川中真菌的研究还相对较少。本文主要以冰川底部沉积层为样品，结合冰川表面粉尘样品中的真菌多样性和群落结构进行比对研究。通过不同的信息流程处理结果系统分析天山一号冰川表面冰尘及底部沉积层中真菌多样性、群落结构和系统发育，揭示冰川底部沉积层中真菌群落间的系统发育关系，为今后对天山一号冰川底部沉积层中真菌的多样性研究和群落结构研究提供了参考和依据。
　　方法：1)采用真菌ITS区域特异性引物扩增并构建克隆文库，根据序列相似性归类OTU并统计多样性，选取代表OTU序列与NCBI、RDP数据库比对后构建系统发育树对其群落结构进行分析统计。2)采用真菌ITS区域的特异性引物进行PCR扩增，使用引物对ITS进行扩增处理后得到的样品送至上海美吉生物科技有限公司使用Illmina Miseq测序平台进行高通量测序，对处理后的数据进行分析后，得出一套最佳的处理冰川真菌样品的流程。
　　结果：天山一号冰川沉积层和表面粉尘样品中真菌类群主要分属于3个主要的门，分别是担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)。其中Basidiomycota门和Ascomycota门的真菌明显为天山一号冰川表面冰尘及沉积层的优势菌，但在属水平上两个环境样品的优势菌截然不同。冰川表面粉尘样品中Leucosporidium属、Tetracladium属、Aspergillus属、Rhizophydium属以及Rhodotorula属的丰度都比较高；而冰川底部沉积层样品中则Simplicillium属、Aspergillus属、Phoma属和Cladosporium属相对丰度较高。
　　通过不同信息流程的比较分析，最终确定使用的信息流程的步骤为：a)原始数据的质控，由测序公司使用BIPES pipeline完成；b)样品的分装，由测序公司用其开发的perl的脚本进行分装；c)序列的拼接，使用NW算法进行完成；d)进行聚类分析，使用qiime平台自带的perl脚本进行聚类和分类信息的注释；e)多样性分析，使用qiime自带的perl脚本进行指数的计算，随后使用R语言进行图表的绘制并用photoshop软件进行修饰；f)群落结构的统计，在门水平和属水平上分别对总样品进行统计。
　　结论：天山一号冰川表面冰尘中真菌类群多样性高于底部沉积层，在门水平上，两个环境中的真菌类群比较相似，但在属水平上，二者中的真菌类群及系统发育分析相差较大。