科小萤毕业记-系列一:提纲教学大法

小萤

Dr. Cool!我整整熬夜了一通宵终于完成了最后一组数据!我可以开始写文章,可以毕业了吧!

Nice!快来让我瞧瞧你的提纲!

科老师

小萤

What?提纲?Emmmm… 我现在思如泉涌,满脑子的数据, 可以出口成章,要不我背给您听?您听着…不过您想先从哪里听起?

唉,年轻人呐…看在你辛苦这么久做实验的份上,我就祭出我的大招——提纲教学大法。小萤你要记住,提纲好,文章才能真的好!

科老师

提纲(问自己以下问题):

1. 我为什么要做这个研究?几年来研究的是个啥?

2. 我做了什么假设?实际发生了什么?我得到的结果和假设是否相符?

3. 我都用过什么材料,什么仪器,用什么方法做过什么?

4. 我曾经用过的公式有哪些?使用的理论有哪些?

5. 是否可以用得到的数据画个草图?

6.是否可以画出一个流程图?原理图?

科老师

Journal of Environmental Sciences (JES) 2021年第六期封面文章:Root-associated (rhizosphere and endosphere) microbiomes of the Miscanthus sinensis and their response to the heavy metal contamination(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074220305155)文章的作者是广东省生态环境与土壤研究所的孙蔚旻老师团队。

文章提纲:

No.1

背景介绍

芭芒是一种多年生苇状草本植物,也是一种可在受重金属污染土壤中生长的先锋植物,具有植物修复的应用潜力。表征芭芒的根系微生物群落(包括根际和根内微生物)可揭示其在尾矿极端环境中的定殖原理,为重金属污染的场地植物修复提供关键信息。本研究采集了生长于两个铅锌尾矿和一个未受污染场地的芭芒及相应土壤样品,系统性探究了先锋植物芭芒根相关微生物的分类及功能,为芭芒潜在的修复功能提供了新的见解,有利于未来的植物修复实践。

No.2

文章亮点

表征了芭芒根相关的微生物群落和功能

阐明地球化学条件对芭芒根相关微生物群的影响

预测由芭芒根相关微生物群提供的生态功能。

No.3

研究方法

1. 研究场地与样品采集

芭芒采自两个广西的铅锌尾矿,即古丹(GD)、泗浪(SL),并从附近未受污染的场地泗顶(SD)采集了对照样品。样品被分为非根际土壤、根际土壤和芭芒根和芭芒茎。

2. 理化分析

分析指标包括:(1)土壤理化参数:pH、硝酸盐浓度、硫酸盐浓度、总碳、总氮、总磷、以及砷、锑重(类)金属浓度等。(2)芭芒植物体内的重(类)金属浓度测量,如砷、锑、镉、铜、铅等。

3. 扩增子测序

使用IlluminaMiSeq双端测序平台(PE-250)对土壤微生物基因组的V4-V5区进行扩增测序,下机数据主要使用QIIME处理。使用UPARSE方法将序列按97%相似度聚类成OTU后,与GreenGene数据库比对注释。

4. 主要统计方法

(1)使用R包(MicrobiomeSeq)鉴定核心微生物组(Ssekagirietal.,2017)。

(2)使用Cytoscape计算环境参数和微生物群落之间的相互作用,并可视化。

(3)基于R包(igraph)和Gephi计算微生物群落内的相互作用,并可视化。

(4)使用COG数据库和PICRUST2预测微生物功能

No.4

文中将使用的图表

图一 描述了三个场地(包括两个尾矿场地GD、SL和未被污染场地SD)的地球化学参数,发现三个场地的有机碳、硝酸盐和硫酸盐含量未见显著差异(p<0.5),而GD和SL的pH和重(类)金属浓度均高于SD。

图二 测量和比较了芭芒根和茎的重(类)金属浓度,发现采自未被污染场地SD的芭芒根和茎中Cr和Ni浓度高于采自两个尾矿场地GD和SL的芭芒,而所测其他金属浓度如Cd、Pb等在尾矿场地GD和SL的芭芒根和茎中更高。

图三 分析了三个场地非根际土、根际土和根内微生物群落结构。尾矿场地GD和未被污染场地SD土壤样品中,非根际土壤中α多样性显著高于根际土和根内(p < 0.05)。尾矿场地SL中的α多样性指数低于其他两个位点。β多样性分析显示不同的部分(非根际土壤、根际和根内)和采样点是形成微生物群落结构的主要因素。此外Proteobacteria是优势门,在每个样品中占微生物群落的54%±18%。在这一门中,Alphaproteobacteria菌(30%±14%)丰度最大,其次是Gammaproteobacteria (15%±13%)。

图四 表明Bradyrhizobium, Unclassified Rhizobiales, Rhizobium, Bosea, Acidobacteria Gp6, 和Gammaproteobacteria构成了大多数根内微生物组的重要部分。

图五 共现网络显示了不同部分的微生物种群与地球化学参数之间的相互作用,表明了地球化学条件对与芭芒和土壤相关的微生物种群定殖的影响。地球化学条件对大部分土壤微生物群落的影响较大,但对内生群落的影响较小。在地球化学参数中,与非金属相关参数相比,各种金属参数对群落的影响更大。甚至不同的金属组分对微生物也有不同的影响。

图六 非根际土壤、根际土壤和根内微生物COG功能丰度图。上图包括与无机离子运输和代谢相关的功能,与非根际土壤和根际土壤相比,这些功能在根内层显著富集(p < 0.05)。下图包括与次生代谢物生物合成、运输和分解代谢相关的功能,与非根际土壤和根际土壤相比,在根内显著富集(p < 0.05)。

No.5

总结和展望

与根际微生物群相比,我们对根内生菌的了解仍处于起步阶段。本研究通过调查两个重金属尾矿场地和一个未污染场地的芭芒根部微生物群落,发现了一组核心根内生菌的一致存在,主要由Rhizobiales目组成。金属污染物对土壤微生物群落的影响很大,但对根内生群落的影响不明显。内生微生物群落和与无机离子转运和代谢(P)以及次生代谢产物生物合成、转运和分解代谢(Q)相关的功能性状的一致富集表明,芭芒在重金属污染土壤中存活需要特定的微生物存在,如与植物生长促进相关的功能微生物。

小萤

我好像,知道了些什么……

我再举个栗子!

科老师

发表在JES2018年的高被引综述文章:Antimony speciation in the environment: Recent advances in understanding the biogeochemical processes and ecological effects (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074218308805)

文章作者是北京师范大学何孟常老师。这篇文章的摘要图就可作为一个清晰明了的综述类文章提纲:

感谢广东省生态环境与土壤研究所的孙蔚旻老师团队, 和北京师范大学何孟常老师团队的鼎力支持!

科老师

小萤

我觉得,妈妈再也不用担心我毕不了业了!

戳这里填写问卷:

https://www.wjx.cn/vj/tUGGAvb.aspx

精彩

预告

我们将以12期推文,完整讲述文章写作,每周一期。

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