样本的选择与采集作为研究开展的第一步,尤为重要。取样方法与处理方式对后续研究结果会造成重要影响,今天永利集团3044为大家准备了土壤微生物研究取样方法及运输建议,希望对大家实验有所帮助。
1、准备工作
(1)制定采样计划
采样计划包括目的、地点、样点数、采样方法和步骤、后处理和分析项目等,采样前要准备一份根据研究目的而设定的采样报告表格,采样日期及时间,当时或临近取样前的天气状况(包括气温、降雨、湿度等),以及所有可能影响后续测试结果的其他因素。
(2)器具准备
根据采样目的准备相应需要的器具,可能涉及到的器具如下:
工具类:铁锹、铁铲、取土钻等。
器材类:GPS、照相机、卷尺、比色卡、泡沫箱、冰袋、烧杯、量筒等。
试剂类:纯水、盐酸溶液(1:3)、酒精(95% )等。
文具类:样品标签、采样记录表、铅笔、记号笔、资料夹等。
安全防护用品:工作服、工作鞋、安全帽、药品箱等。
2、采样设计
单点采样:每个样品只采一个点,根据物理性状测定要 求可分为原状土采样和扰动土采样;
混合样品采样:每个样品是由若干个相邻样点的样品混合而成,样点数目需要根据实际研究情况确定,一般只适于采集扰动型样品。为了保证所采样品的代表性,绝大多数试验要求采用多点混合采样。同一样方采取多点取样(建议4-5个取样点等量均匀混合为一个样本);
确定采样时间和频度:对于通量类观测,至少保证一个生长季,最好完整的一年。某些化学性质, 比如交换性阳离子、pH 、氮、活性炭,以及土壤生物库(微生物群落、土壤动物)会随着季节、植被物候、气象、样点状况而变化,可能的条件下应考虑数年中的通常状态,最好在这些比较稳定的时间采集。在合适的土壤水分状况时采集以方便筛分。避免长期干旱、冻害、洪水后立即采样。
(1)根据研究目的确定采样范围,采样前应对采样工具及样品袋或取样管等进行灭菌处理,或用待采土壤样品擦拭;
(2)建议运用点状取样法中常用的五点取样法采集土壤样品,即先确定对角线的中点作为中心抽样点,再在对角线上选择与中心点距离相等的点进行采样;或者运用等距取样法,由抽样的比率决定距离或间隔,如果老师想多采集一些生物学重复样本,建议用此方法;
(3)去除表面浮土、凋落物等,使用经过处理的铁铲和小铲子挖取地下5~20cm的土层;
(4)去除可见杂质后,根据土壤情况,选择是否过2mm筛网,每个样品从3个及以上采样点采集并混合而成,每5~10g分为一份;建议将样本分装3-5份备份;
注:采样时需注意每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致,土样上层与下层的比例要相同。
(5)一个处理组建议取6个及以上样本,至少3个样本;
(6)保存于无菌离心管中,置于泡沫箱或保温瓶(冰袋或干冰)中,0°C以下运回实验室;
(7)如果条件不允许立即抽提DNA,可将样品置于-80°C冰箱中保存。并通过干冰寄送至公司后提取样品总 DNA。
根际,是指受植物根系活动影响,在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域环境。土壤微生物与植物之间相互关系需要对根际土进行取样研究。
Bulk(编号B):大田土(微生物)、非根际(微生物)。
Rhizosphere(编号S):根际(微生物),来自根际土。
Rhizoplane(编号P):根表(微生物),紧密附着根表面、部分来自根皮。
Endosphere(编号E):内生(微生物)。
(1)采集植物植株,去除根周松散的土,仍附着在根系表面的视为根际土。将植物置于装有冰袋或干冰的保温箱中,避光条件,0℃以下运回实验室;
(2)准备无菌容器,将植物根系部分置于缓冲液(PBS或生理盐水)中震荡,震荡时间和强度依据样本实际情况调整,洗下根际土;
(3)将洗涤液进行高速离心(12000 g离心10 min),收集土壤沉淀,若沉淀较少,也可过0.22um滤膜,同一样方取样的样本进行多点等量混合;
(4)将样本分装至离心管中,密封,标记样本信息后液氮速冻,置于-80℃冰箱保存。
5、植物内生菌取样方法
植物内生细菌是植物微生态系统中的重要组成部分,随着高通量测序技术发展,可直接对植物组织样本进行DNA提取,对特定区域扩增,对测序数据进行分析,进而研究植物内生细菌或真菌的多样性。
(1)根据研究对象选取新鲜植物组织;0℃以下运回实验室;
(2)将采集的根、茎等用流水冲洗,风干表面水分,根据组织大小剪成小块或小段,在无菌工作台内,用无菌水对植物组织进行漂洗两次;
(3)第一次消毒:75%无水乙醇浸泡1min;第二次消毒:2%次氯酸钠处理3min,转入75%无水乙醇浸泡30s,接着用无菌水漂洗3次;
(4)进行核酸提取实验或液氮速冻,放置-80℃冰箱保存。
(1)取样前对做好取样计划,准备好相关用具,记录环境信息,对采样工具进行消毒灭菌处理;
(2)取样时建议分装3-5管进行备份,注意离心管密封好,标记样本信息;
(3)取样时准备好置有冰袋或干冰的保温箱,低温运回实验室;
(4)如不能立即提取DNA,可液氮速冻,放置-80℃冰箱保存;
(5)避免保存时反复冻融,破坏土壤菌群结构。
宏基因组项目:土壤样本≥10g;DNA样本浓度≥50ng/μl;单次建库总量≥1μg(BGI/Illumina)或总量≥4μg(PacBio);浓度以Qubit质检结果为准,建议送2次建库的量。OD 260/280在1.8-2.0之间;(菲沙可包提取)
扩增子项目:土壤样本≥5g;DNA样本浓度≥5ng/μl(Illumina)或浓度≥10ng/μl(PacBio);单次建库总量≥200ng;浓度以Qubit质检结果为准,建议送2次建库的量。OD260/280在1.8-2.0之间;(菲沙可包提取)
图片来源于网络/侵删
参考文献:
1.Edwards J , Johnson C , Christian Santos-Medellín, et al. Structure, variation, and assembly of the root-associated microbiomes of rice[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112(8).
2.Bulgarelli D, Rott M, Schlaeppi K, et al. Revealing structure and assembly cues for Arabidopsis root-inhabiting bacterial microbiota[J]. Nature, 2013, 501(7468): S25.
3.ISO 10381-6: 2009 Soil quality - Sampling - Part 6: Guidance on the collection, handling and storage of soil under aerobic conditions for the assessment of microbiological processes, biomass and diversity in the laboratory.
4.宋培勇, 李凤华, 马莉莉, et al. 珙桐内生细菌的分离鉴定及系统发育分析[J]. 微生物学通报, 38(1):8-13.
5.张甘霖, 龚子同. 2012. 土壤调查实验室分析方法. 北京: 科学出版社. 1-2.