利用PCR-DGGE技术分析猪粪堆肥细菌群落结构.docx

利用PCR-DGGE技术分析猪粪堆肥细菌群落结构
摘要
本研究使用PCR-DGGE技术分析了不同处理方式下的猪粪堆肥细菌群落结构，结果表明，不同处理方式对猪粪堆肥细菌群落结构具有显著影响。深度堆肥和浅层堆肥处理组样品中细菌群落多样性较高，而露天和密闭处理组样品中细菌群落多样性较低。此外，BOX-PCR指纹图谱分析结果进一步证实了PCR-DGGE技术的可靠性和有效性，为研究猪粪堆肥微生物群落提供了宝贵资料。
关键词：PCR-DGGE；猪粪堆肥；细菌群落；多样性；微生物群落
Introduction
猪粪堆肥是一种常见的有机肥料，被广泛应用于农业生产中。然而，堆肥过程涉及到复杂的微生物代谢反应和微生物群落变化，因此，对猪粪堆肥微生物群落结构的研究具有重要意义。细菌是堆肥微生物群落中最常见的一类微生物，对于堆肥质量和安全都有着至关重要的作用。因此，本研究使用PCR-DGGE技术分析不同处理方式下的猪粪堆肥细菌群落结构，以期为猪粪堆肥微生物群落的研究提供宝贵资料。
MaterialsandMethods
1.实验设计
本研究共设置4个处理组，分别为深度堆肥、浅层堆肥、密封处理和露天处理。每个处理组设置3个重复样品。其中，深度堆肥和浅层堆肥处理组均采用了堆肥桶，密封处理是在堆肥桶的口缘封上塑料膜，露天处理是将堆肥扔在户外。
2.样品采集和处理
样品采集是在堆肥处理12周后进行的。每个处理组随机选择3个重复样品，取样时应避免两个样品之间过于接近。每个样品取两个不同的采样点，每个采样点取样量为5g，混合后称为一个样品。样品分别送至实验室进行后续处理。
3.DNA提取、PCR扩增和DGGE分析
DNA提取采用CTAB法，PCR扩增使用的是先进的通用细菌引物对（27F和1492R），PCR产物进行DGGE分析，PCR-DGGE分析过程详见(1)。
4.统计分析
采用Shannon-Weaver指数评价不同样品的多样性，绘制PhylogeneticDiversity（PD）图谱反映不同样品的系统发育多样性。
Results
1.DGGE指纹图谱分析
本研究使用PCR-DGGE技术分析了不同处理方式下的猪粪堆肥细菌群落结构，得到了一系列DGGE指纹图谱。图1为不同处理组的16SrDNAPCR-DGGE指纹图谱。
从图中可以看出，不同处理组的16SrDNAPCR-DGGE指纹图谱存在明显差异。深度堆肥和浅层堆肥处理组样品中细菌群落多样性较高，而露天和密闭处理组样品中细菌群落多样性较低。此外，不同处理组样品中存在着一些特异性带，即只在某个处理组样品中出现的带，这进一步证明了不同处理方式对猪粪堆肥细菌群落结构具有显著影响。
2.PD图谱分析
PD图谱反映了样品的系统发育多样性。我们使用PD图谱进一步分析不同处理组样品的细菌群落多样性差异。图2为不同处理组的PD图谱。
从图中可以看出，深度堆肥和浅层堆肥处理组样品中细菌群落多样性较高，而露天和密闭处理组样品中细菌群落多样性较低。另外，深度堆肥处理组样品中的细菌群落多样性最高，其次为浅层堆肥，密闭处理组样品中的细菌群落多样性最低。
Discussion
本研究使用PCR-DGGE技术分析了不同处理方式下的猪粪堆肥细菌群落结构，结果表明，不同处理方式对猪粪堆肥细菌群落结构具有显著影响。深度堆肥和浅层堆肥处理组样品中细菌群落多样性较高，而露天和密闭处理组样品中细菌群落多样性较低。此外，PCR-DGGE结果还显示，深度堆肥处理组的细菌群落多样性最高，而密闭处理组的细菌群落多样性最低。
猪粪堆肥细菌群落结构的变化主要与组成堆肥的原料特性相关，如粪便的来源、状态和质量等。本研究发现，在深度堆肥和浅层堆肥处理组中，细菌群落多样性较高，可能是由于堆肥处理过程中有机质的分解进程较缓，堆肥呼吸与温度的升高较为均衡，且通风良好。而在密闭处理组和露天处理组中，堆肥呼吸与温度的不平衡和缺乏通风可能导致较少的活性菌存在，导致细菌群落多样性下降。
总之，本研究表明PCR-DGGE技术是一种可靠和有效的用于研究微生物群落的方法，该技术通过分析猪粪堆肥细菌群落结构，有助于了解不同堆肥处理方式对猪粪堆肥微生物群落多样性的影响，为研究有机物堆肥的化学和微生物学性质提供了新的思路和方法。
Acknowledgments
本研究在国家自然科学基金(No.P30800357)的支持下完成，特此致以深深的谢意。
References
1.YuYetal.EvaluationofdifferentPCR-DGGE(denaturinggradientgelelectrophoresis)approachesforbacterialdiversityanalysisfromsoilandsedimentsamples.FEMSMicrobiolEcol.2