技术介绍 | 土壤代谢组学

土壤代谢组学(soilomics)是指用代谢组学的方法研究土壤中有机质、土壤微生物代谢含量变化及相互作用的一门科学。土壤微生物是土壤不可缺少的组成部分，是陆地生态系统中的分解者和调节者，能够参与生态系统的物质循环以及能量流动，其分布及活性揭示土壤的变化规律和演变趋势。研究土壤微生物碳代谢功能特征可以了解微生物多样性及其碳代谢能力，为探索调节、控制和改善土壤环境质量提供重要的参考。

 

技术优势

● 前处理经验丰富：能充分提取出土壤中的代谢物

● 检测种类多：可检测土壤中多类代谢物


技术路线

 

技术参数

 

● 样本要求

土壤样本：1-10g/sample

● 生物学重复

不低于6个生物学重复

● 检测平台

GC-TOF-MS (Agilent 7890B-LECO Peagsus HT)

● 常规项目周期

30个自然日，含基础数据分析

 

应用方向

● 土壤有机质及微生物成分分析

● 土壤微生物代谢通路研究

● 土壤生物多样性及功能

● 污水土地处理系统代谢机制研究

 

案例分析

 

根系分泌物驱动土壤记忆抵御植物病原菌

研究对象：土壤

期刊：Microbiome

影响因子：9.133

时间：2018年

 

01.研究背景

在自然界中，植物会持续不断的受到来自各种有害病原菌的入侵。土壤会帮助植物抵御病原菌入侵，即使是在气候条件等有利于病原菌入侵的情况下。一些案例表明，抑病型土壤的抑病能力与土壤中特定的有益微生物富集有关。究其原因，这些富集的有益微生物可以分泌抗生素类物质直接抵御病原菌入侵，但近年来发现有益菌可以激活植物免疫系统，例如ISR (inducedsystemic resistance) ，来间接性的协助植物抵御病原菌。植物招募的有益微生物可以形成土壤记忆，或者作为上一代植物留给下一代植株的遗产，将帮助下一代植株更好的抵御病原菌入侵。

 

02.研究结果

植物可以通过改变自身的渗出模式来招募有益的根际群落，以响应暴露于地上的病原体，从而有利于后代的植物生长繁殖。生长在病原菌诱导过的处理土壤中可以提高拟南芥茉莉酸水平并且提高植物抗病性；16S rRNA基因扩增子测序表明在病原菌入侵后土壤(非根际土)和根际土壤中微生物群落发生了改变。GC-MS表明，被侵染后的植物会分泌更多的氨基酸、核酸和长链有机酸，但糖类物质、短链有机酸含量下降。土壤培养实验表明添加氨基酸和长链有机酸混合物提高植株抗病性。

 

03.研究思路

04.结果展示

得到了456个高质量的特征峰，病原侵染组与对照组间代谢物存在显著差异，其中醇、短链有机酸(SCOA)和糖在病原处理组中的含量显著降低，而氨基酸和长链有机酸(LCOAs)的含量则显著增加。

植物根系分泌物代谢变化