Предисловие

Микробные индивидуумы являются крошечными, имеют простую структуру, низкий эволюционный статус и обширную область распространения, эволюционируя в различных средах обитания, чтобы сформировать отличительные экосистемы. Соответствующий анализ структурных характеристик сообществ почвенных микроорганизмов имеет практическое значение для снижения затрат на выращивание сельскохозяйственных культур и повышения качества с точки зрения микроэкологии почвы. В то же время сложная среда обитания дает почвенным микроорганизмам богатое биоразнообразие биохимических механизмов, а также метаболических путей, что делает их огромным потенциалом для производства новых биологически активных веществ.

Однако отбор подходящих штаммов из сложной микрофлоры почвы всегда был более трудоемкой задачей. Общим этапом традиционного метода отбора видов является: сбор и обогащение культур для определения свойств разделения чистых видов для сохранения видов, этот метод является громоздким и длительным и требует огромной рабочей нагрузки и дублирования усилий. Поэтому, чтобы повысить эффективность скрининга, исследователи продолжают создавать новые теории скрининга и автоматизированное оборудование, многие методы также были успешно применены в области скрининга почвенных микроорганизмов, таких как денатурированный градиентный гель электрофорез, флуоресцентная доза PCR в реальном времени и микромассивы.

Биологическая высокопроизводительная микро - модернизированная система капельной культуры Tianmu (single cell microliter - droplet culture omics system, MISS cell culture omics) - это миниатюрная высокопроизводительная одноклеточная культура и оборудование для сортировки, разработанное на основе технологии микроконтроля потока капель, которая может обеспечить раздельную культуру флоры окружающей среды на одноклеточном уровне, после образования капель, хранящихся в высоковоздухопроницаемых трубопроводах для инкубации и, и, наконец, с помощью оптических сигналов (OD, флуоресценции, химической люминесценции и т. Д.) для обнаружения и сортировки капель, поступающих в пористые пластины для последующего эксперимента.

экспериментальный процесс

В этом случае в качестве основы для построения эффективной модели отбора почвенных микроорганизмов была использована биодинамическая микромодернизированная система капельной культуры Tianmu.

Экспериментальный образец представляет собой полевую почву, которая называется взятие 2g образцов, добавление 5 - кратного объема физиологического соленого раствора и стеклянных бусин, 4 ° C ночное сотрясение. После статического осаждения, чтобы очистить, используйте количество кровяных пластин, в соответствии с содержанием бактерий в верхней очистке, разбавленных в 3 градиента концентрации (образец A, B, C), на борту, чтобы создать капли жидкости, культивирование комнатной температуры. В то же время образцы D, E, F были изготовлены в соответствии с 5 - кратной концентрацией проб на MISS cell, соответственно, с покрытием пластины, культивированием при комнатной температуре и подсчетом количества колоний.

Цилиндры культивируются в течение 15 - 45 дней, из 60 882 капель отобрано 5628 капель с бактериями, при этом покрыто в общей сложности 88 пластин, общее количество колоний составляет 761. Результаты секвенирования показывают, что в общей сложности 1264 вида бактерий были обнаружены в исходной почве, 86 - в капельной системе и 73 - в плоской системе (рисунок 2). Среди них в каплях было идентифицировано более 50 штаммов, которые не были получены на планшете, включая бруцеллез, дефектные коротковолновые одноклеточные бактерии и другие семь основных классов бактерий, которые обогащаются только в каплях. В то же время, поскольку капли являются одноклеточными культурами после упаковки, более 95% собранных капель могут быть идентифицированы и сохранены.

заключение

Этот случай основан на пороге OD в качестве основы для скрининга, эффективного разделения различных микроорганизмов в почве и успешного обнаружения 86 различных микроорганизмов, что на 17,8% выше, чем традиционные методы скрининга, при значительном снижении затрат на рабочую силу. Этот метод продемонстрировал эффективность систем микроконтроля потока при разделении почвенных микроорганизмов.

Рисунок 1 Экспериментальный процесс отбора почвенных микроорганизмов

Рисунок 2. Результаты бактериологического секвенирования, полученные в результате концентрации первичных образцов почвы, капель и пластин

Рисунок 3 Различия в типах бактерий, обогащенных первичными образцами почвы, каплями и пластинами