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土壤微生物功能基因,是驱动生态系统关键过程的遗传密码,直接编码微生物参与的物质转化与能量代谢功能。例如,硝化与反硝化相关基因(如amoA、nirS)主导氮循环,固碳基因(如cbbL)影响碳汇潜力。通过对这些基因进行精准定量,可深入解析土壤肥力、污染修复及温室气体排放的微生物机理,为环境管理与农业生产提供科学依据。
| 分类 | 参与途径 | 基因名称 |
|---|---|---|
| 抗生素抗性基因 | aac(6')-Ib-cr、aacC2、floR、qnrB、qnrD、qnrA、sul2、sul1、sul3、tetA、tetA(33)、tetC、tetG、tetQ、tetW、tetX、tetA(P)、ermF、ermB、dfrA19、blatla-1、mexF... | |
| 碳循环 | 固碳途径 | cbbL、rbcL、cdh、acsA、acsB、acsE、accA... |
| 甲烷代谢 | pmoA、mcrA... | |
| 有机碳降解 | lig、mnp、chiA、exo-chi、abfA、manB、amyA、apu、pgu、sqa、cex、amyX... | |
| 其他碳代谢 | frdA、pox、naglu、xylA、gltA、aclB、glx、mct、pccA... | |
| 氮循环 | 硝化作用 | A-amoA、hao... |
| 固氮作用 | nifH... | |
| 反硝化作用 | narG、napA、nirS、nirK、nosZ、norC、norB... | |
| 厌氧氨氧化 | hzo... | |
| 氨化/同化 | nrfA、ureC、gdhA、nirB... | |
| 磷循环 | phoD、phoC、appA、pqqC... | |
| 硫循环 | dsrA、dsrB... | |
| 通用标记基因 | 16S rRNA(细菌/古菌)、ITS rRNA(真菌)、丛枝菌根真菌... | |
qPCR技术通过荧光染料(如SYBR Green)实时监测扩增产物量。每经过一个循环,系统采集一次荧光信号,荧光强度与产物量成正比。Ct值是指荧光信号达到设定阈值所需的循环数,通过阈值循环数与标准曲线对比,实现对目标基因的定量分析。
| 基因 | 引物名称 | 引物序列 |
|---|---|---|
| A-amoA | A-amoA-F | STAATGGTCTGGCTTAGACG |
| A-amoA-R | GCGGCCATCCATCTGTATGT | |
| accA | accA-F | GAAGGCTAYCGCAARGC |
| accA-R | CCTTCMGGSGARATMAC | |
| norB | norB-F | AIGTGGTCGAGAAGTGGCTCTA |
| norB-R | TCTGIACGGTGAAGATCACC | |
| dsrA | dsrA-F | ACSCACTGGAAGCACG |
| dsrA-R | GGTGGAGCCATGCATGTT | |
| phoD | phoD-F | CAGTGGGACGACCACGAGGT |
| phoD-R | GAGGCCGAGCGGCATGTCG | |
| dsrA | dsrA-F | ACSCACTGGAAGCACG |
| dsrA-R | GGTGGAGCCATGCATGTT |
QuantStudio™ 5 实时荧光定量 PCR 系统,384孔
1.节省珍贵样本,加速实验进程:依托384孔高通量设计,配合低至5微升的微量反应体系,帮助您在最短时间内获得高质量数据,显著缩短论文发表周期。
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| acsE 扩增曲线 | nifH 扩增曲线 | phoD 扩增曲线 |
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| acsE 熔解曲线 | nifH 熔解曲线 | phoD 熔解曲线 |
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(1)功能基因相对定量和绝对定量之间的区别?
相对定量和绝对定量是qPCR(实时荧光定量PCR)数据分析的两种主要方法,它们的核心区别在于参考标准和输出结果的不同,绝对定量回答“土壤里有多少目标基因拷贝?”,给出一个具体的数字,如每克干土有1.0×106个拷贝。相对定量回答“处理组比对照组高或低了多少倍?”,给出一个倍数变化,如处理组是对照组的 5.2 倍。
(2)功能基因相对定量与绝对定量如何选择?
当你的研究需要与文献中的绝对丰度值直接比较,或者要计算特定功能基因的种群数量时,首选绝对定量。当你的研究仅关注同一实验内不同处理间的相对变化趋势,且基因数量巨大,无法为每个基因都构建高质量标准曲线时首选相对定量。
(3)土壤功能基因绝对定量与微生物多样性检测的区别?
功能基因绝对定量回答“功能基因潜力的强度”,扩增子测序回答“谁(物种)可能在做这件事”,宏基因组测序回答“谁(物种)具体做了什么,还有什么潜在能力”。