让你的水样核酸提取如鱼得水

MP Biomedicals (Shanghai) Co.,Ltd. 安倍医疗器械贸易（上海）有限公司

2020/10/16 12:21

微生物是人类迄今发现的最早和分布最广的生物类群，它个体微小，种类繁多，在人类的生活中发挥着重要作用，它主要包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物等。

在地球微生物组中，环境微生物是非常重要的一个组成部分，它们不仅是地球环境演化的关键参与者，也将在生态环境治理和保护中发挥重要作用。其中一个很重要的环境微生物研究样本来源即为环境水样。

【01.何谓水体微生物】

在各种水体，特别是污染水体中存在有大量的有机物质，适于各种微生物的生长，因此水体是仅次于土壤的第二种微生物天然培养基。水体中的微生物主要来源于土壤，以及人类的动物的排泄物及污染。水体中微生物的数量和种类受各种环境条件的制约。

水体中微生物特点：

1、数量和种类与接触的土壤密切相关；

2、主要吸附在悬浮于水中的有机物及水底；

3、多能运动，有些具有异常形态（如柄细菌等）；

4、靠近城市、城市下游的水域微生物繁多，并且有害菌数量较大；

5、水体中的病原微生物会对水质产生重要影响。

图片来源于Unsplash

水体微生物因在水域生态系统的物质和能量代谢中起到重要作用而成为各种环境因子以及水污染的重要指示物。生态因子的变化相应的就会引起水体微生物群落结构的变化，研究水体微生物的分布及其影响因素的互相作用，对水域生态学研究有重要的意义。

【02.如何提取水样总DNA】

01.三点取样法

取表层水，样品用经过灭菌的洁净纯净水瓶进行采集，采样前用所采水样将其反复冲洗数遍。

02.过滤法

江河湖泊等自然水体中微生物的含量一般较低，为了提取足够量的DNA，需要对大体积水体中的微生物进行浓缩处理，一般采用0.22μm滤膜过滤后，将过滤后的滤膜或者洗脱滤膜的缓冲液进行DNA提取。

03.离心法

对于培养的菌液等微生物含量较高的水体类样品，可采用离心法将菌体细胞沉淀下来后进行提取。一些生物液体如奶、脑脊液、胸腔液等也可用此方法进行微生物收集。

【03.水样DNA提取试剂盒选择指南】

从环境水样中提取微生物DNA，首先需要从水中分离微生物细胞。MP Biomedicals旗下就有多款试剂盒能够高效、便捷地从水体环境样本中提取微生物基因组DNA。

01.SPINeasy DNA Kit for Soil

2020年新推出的柱膜法土壤基因组DNA提取试剂盒，适用于多种土壤及环境样本，操作更为简便、快捷；独特的裂解介质管，由三种不同粒径的研磨珠组成，提供的剪切力可以高效打开难裂解的菌体，促进核酸的释放，以保证微生物多样性。多种裂解液相互配合，能有效裂解菌体细胞，保护DNA完整性，并去除污染RNA。

独特的抑制物去除体系，在DNA与柱膜结合前去除大部分腐殖酸；高品质的硅胶柱膜及配套耗材，能特异性高效吸附核酸，最大限度截留DNA分子，且柱容积大，可以减少结合时离心的次数。

02.FastDNA Spin Kit for Soil

FastDNA^TMSpin Kit for Soil是我们MP的明星产品，可以在30分钟内快速有效地从土壤、淤泥、粪便等复杂环境样本中直接提取基因组DNA。试剂盒并不仅限于土壤样品中DNA的提取，对于水体微生物类样品同样适宜。配合FastPrep^TM-24 5G使用，可以40秒内裂解多种疑难样本，例如真菌孢子、内生孢子、革兰氏阴性菌和酵母等，释放出来的DNA经过硅胶基质离心纯化，可直接用于PCR等下游实验。

FastDNA^TM Spin Kit for Soil(50 mL)，通过硅胶离心柱法纯化DNA，可处理多达10 g的土壤样品或其它环境生物学样品，还能有效去除腐殖酸或多酚类。

03.FastDNA Spin Kit

FastDNA^TM Kit适用于从动植物组织，细菌，藻类，真菌以及其它多种样本中提取基因组DNA。FastDNA^TM Spin Kit适用于从动植物组织，细菌，藻类，真菌以及其它多种样本中提取基因组DNA。

该系列试剂盒能从多种样本中快速分离纯化所有基因组DNA，高产量，高纯度，保留了DNA分子的大小及完整性；试剂盒中包含封闭的裂解介质管A，可针对难裂解样本，且避免交叉污染；无需有害试剂。

【04.Case Study】

近期在《Aquaculture》上发表了一篇水样研究的文献，关于海参养殖池塘水体和沉积物细菌群落时间变化规律。

研究背景基于水产养殖环境具有极高的细菌多样性，微生物除了能够诱发养殖物种疾病之外，其更重要的作用是在养殖生态系统中参与物质循环和能量流动以及污染环境的改善修复。

因此，研究海参养殖环境微生物群落的多样性和组成结构对于提高养殖效率、增加饵料利用率、净化养殖环境、控制污染物排放等方面均具有十分重要的意义。

研究共测定了72个样本，水体和沉积物各36个，分别为12个月，每个月3个样本。水体样本收集采用了0.22 μm滤膜过滤，FastDNA^TM Spin Kit for Soil进行核酸提取环境水样本和沉积物。

结果表明：在门水平比较了水体和沉积物微生物的组成及其丰度，Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria是海参参养殖池塘水体和沉积物微生物群落中丰度排名前3位的细菌门。

在本研究中，基于细菌16S rRNA基因的Illumina测序被用于调查1年内海参殖池中地表水和沉积物中细菌群落的变化。

在所有的分类学水平，沉积物中注释到的OTU数目均要显著高于水体，侧面反应了沉积物中微生物的丰富度要明显高于水环境。

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