基于PacBio三代测序平台，可高效获得16s rRNA全长序列，同时不必纠结引物选择带来的结果偏差，令物种分类更多更精准——到达“种”水平。Pacbio平台同时兼具时间短，无需扩增等优势，伴随着三代测序成本的下降，势必成为取代二代测序，提升研究品质的必经之选。
以下是精选的几篇水体领域的文章，我们一起了解下微生物16S全长多样性在实际研究中应用吧。
译名：冬季自来水质量的停滞触发变化：对细菌群落活动和组成的新见解[1]
时间：2022-10-20
期刊：Science of the Total Environment
影响因子：10.753
DOI：10.1016/j.scitotenv.2022.157240
饮用水分配系统影响饮用水的质量。室内管道水质受物理、水力和生物因素的调节，如室内温度和停滞。本研究中，分别通过全长16S rRNA基因测序和流式细胞术评估了室内加热和过夜停滞对细菌群落结构和总细胞计数变化的影响。结果表明，停滞后平均完整细胞数为6.99×104个细胞/mL，低核酸（LNA）细菌为4.48×104个细胞/mL。死水中总的三磷酸腺苷（ATP）和细胞内三磷酸腺苷（ATP）的平均浓度分别为3.64×10-12gATP/mL和3.13×10-17gATP/细胞。LNA细胞的生长在增加ATP中起着至关重要的作用。观察到的优势门是变形菌门（87.21%），其次是放线菌门（8.25%）。机会性病原体增加了死水中的疾病风险（假单胞菌高达1.2倍，分枝杆菌高达5.8倍）。同时，结构方程模型（SEM）和冗余分析（RDA）也表明水温、余氯和铁对细菌群落的丰度和组成有显着影响。总体而言，这些结果显示了夜间停滞和室内供暖对自来水水质的影响，为冬季饮水安全管理提供了科学依据。
译名：建筑物饮用水管道细菌群落结构和代谢活性:水动力停滞和藻类有机物侵入双重作用的新视角[2]
时间：2022-10-15
期刊：Water Research
影响因子：13.4
DOI：10.1016/j.watres.2022.119161
富营养化和藻华已成为全球性问题。在水华过程中，藻类有机物(AOM)通过细胞裂解对饮用水处理过程造成污染。然而，目前尚不清楚AOM入侵如何影响饮用水中的水质和微生物群落，特别是在停滞的环境中。在本研究中，AOM的加入使余氯快速降解，低于0.05 mg/L，而NO2−-N的浓度范围为0.11~3.71 mg/L。此外，细菌总数增加，随后减少。Biolog的研究结果表明，AOM显著提高了碳源的利用能力，改变了人们对碳源的偏好。全长16S rRNA基因测序和网络建模显示，在AOM的影响下，变形菌门（Proteobacteria）的丰度显著降低，而拟杆菌门（Bacteroidetes）的丰度显著增加。根据冗余分析和结构方程建模，对照组细菌群落结构受游离余氯浓度的正调节作用最大，而Microcystis组和Scenedesmus组与总有机碳（TOC）浓度正相关。这些研究结果为水华污染下饮用水水质的演变提供了科学依据。
译名：利用生物炭基催化剂改善水环境中NO3和NH3的生物电化学净化[3]
时间：2022
期刊：Total Environment Research Themes
DOI：10.1016/j.totert.2022.100014
生物电化学系统是一种生物工程技术形式，已广泛应用于处理废水和能量回收。然而，目前生物电化学技术领域的研究主要集中在系统的可扩展架构设计上，而对如何选择合适的生物催化剂来提高生物电化学污染物的清除能力的研究还不够充分。改进生物电化学净化技术的三大局限性是耗时、成本高和非天然催化剂。
在本研究中，研究人员制备了一种含有生物炭基催化剂的新型生物电化学室（BC），以确定对水溶液中硝酸盐（NO3）和氨（NH3）的升级效应。本实验使用的两个不同的生物电化学反应器分别记为系统1（对照）和系统2（实验），后分别记为S1和S2，所用废水样品为活性污泥。当BC在S2中使用生物炭基催化剂时，NO3的清除效率最高(99%)，而在S2中使用生物炭基催化剂时，NO3的清除效率为95%。而在S1和S2中，氨的清除效率分别为96%和67%。这一结果表明，在S1中，氨的清除效率最高。
此外，本研究监测了每个BC的沼气生成，并回收了大量的CO2、N2O和CH4。全长16S rRNA测序结果分析表明，Sporosarcina，厚壁菌门的Tissierala和变形菌门的假单胞菌是本研究中支持污染物清除的最丰富的细菌。
参考文献
[1] Stagnation trigger changes to tap water quality in winter season: Novel insights into bacterial community activity and composition. Science of the Total Environment, 2022.
[2] Bacterial community structure and metabolic activity of drinking water pipelines in buildings: A new perspective on dual effects of hydrodynamic stagnation and algal organic matter invasion. Water Research, 2022.
[3] The use of the biochar-based catalyst for the improvement of bioelectrochemical cleanup of NO3 and NH3 in water environment. Total Environment Research Themes, 2022.
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