1.一种近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、近海沉积物样品的采集及保存;
S2、近海沉积物样品DNA提取及质量检测;
S3、将质量检测合格的近海沉积物样品DNA片段化,并构建PE文库;
S4、对近海沉积物样品进行宏基因组测序,并完成拼接组装及非冗余基因集构建;
S5、确定固碳途径的关键基因和蛋白,并确定其在KEGG中的编号;
S6、通过分析并比较不同环境中不同途径的相应蛋白的基因丰度,得到特定环境中的固碳途径以及不同途径的微生物种类信息;
其中,步骤S2和S5不限定先后顺序;
步骤S5中,所述固碳途径包括CBB循环、rTCA循环、rAcCoA途径、3HP循环、3HP/4HB循环和DC/HB循环;
其中,CBB 循环在KEGG中的编号为M00165,其关键基因和蛋白为Ribulose‑bisphosphate carboxylase ,蛋白在KEGG中的编号为K01601;
rTCA循环在KEGG中的编号为M00173,其关键基因和蛋白为ATP citrate lyase,蛋白在KEGG中的编号为K15230;
rAcCoA途径在KEGG中的编号为M00377,其关键基因和蛋白为5‑methyltetrahydrofolate corrinoid/iron sulfur protein methyltransferase,蛋白在KEGG中的编号为K15023;
3HP循环在KEGG中的编号为M00376,其关键基因和蛋白为2‑methylfumaryl‑CoA isomerase,蛋白在KEGG中的编号为K14470;
3HP/4HB循环在KEGG中的编号为M00375,其关键基因和蛋白为3‑hydroxypropionyl‑coenzyme A synthetase,蛋白在KEGG中的编号为K15018;
DC/HB循环在KEGG中的编号为M00374,其关键基因和蛋白为4‑hydroxybutyrate‑‑‑CoA ligase,蛋白在KEGG中的编号为K14467;
步骤S6具体包括,将非冗余基因集的氨基酸序列与KEGG数据库进行比对,获得基因对应的KEGG功能;利用基因丰度获得对应功能类别的丰度,得到特定环境中的固碳途径以及不同途径的微生物种类信息。
2.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S1中,采集到的近海沉积物样品分为两组,一组置于室温条件下风干,用于理化参数的测定;另一组置于‑20℃下保存,用于DNA提取及宏基因组测序。
3.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S2中,近海沉积物样品DNA的质量检测包括DNA浓度和纯度的检测;
每个样品中DNA的浓度≥2ng/μL,且每个样品的量大于0.25μg。
4.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S3具体包括:将DNA片段和接头连接,筛选并去除接头自连接片段,使用PCR富集DNA模板,回收PCR产物,得到PE文库;
所述DNA片段的长度为380‑420bp。
5.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S4中,近海沉积物样品进行宏基因组测序后,进行质量控制,以去除接头和长度小于50bp、平均碱基质量值低于20的读长。
6.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S4中,所述拼接组装时,使用拼接软件对符合质量要求的序列进行拼接组装,筛选≥300 bp的重叠群,作为拼接组装结果。
7.根据权利要求1所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,步骤S4中,所述非冗余基因集构建时,首先,对重叠群进行开放阅读框预测,选择核酸长度大于等于100bp的基因,将其翻译为氨基酸序列;对所有样品预测出来的基因序列进行聚类,每类取最长的基因作为代表序列,构建非冗余基因集。
8.根据权利要求2所述的近海沉积物自养微生物菌群及固碳途径解析方法,其特征在于,所述理化参数包括沉积物含水量、沉积物pH、沉积物有机质含量和沉积物氮磷含量。