元素循環是生物地球化學循環的重要環節，主要涉及碳、氮、磷、硫等元素的循環過程。環境中的各種微生物會廣泛參與到元素循環的過程中，其數量、質量及代謝速率與所在生態系統乃至整個生物圈的結構、功能、動態過程和生產密切相關。自然界中廣泛分布的微生物是自然界碳、氮、磷、硫元素循環的主要驅動力，通過檢測微生物基因組中涉及碳、氮、磷、硫代謝循環相關的功能基因，可綜合分析不同生境下碳、氮、磷、硫循環的整體水平并評價微生物對此過程的影響，為環境健康和影響評價提供基因水平上的有力證據。
我們建立了完整的碳、氮、磷、硫循環循環模式圖，對宏基因組數據進行深入挖掘，通過循環模式圖，確定不同代謝過程所涉及的功能基因及其豐度計算方法，對環境樣品微生物群落碳、氮、磷、硫循環能力進行分析及比較，進一步通過對識別到的相關功能基因所屬物種進行分類學注釋，識別環境樣本中參與碳、氮、磷、硫循環的主要功能微生物種屬。
（以碳循環為例）
樣本類型 | 要求 |
DNA樣本 | 濃度30ng/ul，總量≥10ug |
土壤、沉積物樣本 | ≥2g |
水體樣本 | ≥5L，過0.22μm的濾膜，送濾膜 |
空氣樣本 | 使用空氣抽濾機，使空氣通過0.22 μm濾膜，膜上有可見覆蓋物。 |
上述原始樣本，需-80℃保存，干冰運輸。 |
更多樣本類型，歡迎詳詢技術支持 |
元素循環圖
期刊：Sci Total Environ 影響因子：7.963 發表時間：2022年3月
在污水處理和資源再利用領域，使用紫色光和細菌（PNSB）進行的生物處理過程受到了越來越多的關注，PNSB不僅僅是污水處理和資源利用的有效工具，其還是一個理想的微生物生態系統模型。本研究通過宏基因組測序結合binning的方法分析微生物群落的代謝功能。發現在不同光照條件下，PNSB中的C、N、P轉化，并繪制出PNSB群落的C、N、P代謝網絡。
圖 PNSB群落的C、N、P代謝網絡
發表時間
| 文章標題
| 雜志名
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2023
| Metagenomic study of carbon metabolism in black soil microbial communities under lead-lanthanum. | Journal of Hazardous Materials
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2023 | Tritium and Carbon-14 Contamination Reshaping the Microbial Community Structure, Metabolic Network, and Element Cycle in the Seawater Environment.
| Environmental Science & Technology
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2023 | Stable Isotopic and Metagenomic Analyses Reveal Microbial-Mediated Effects of Microplastics on Sulfur Cycling in Coastal Sediments.
| Environmental Science & Technology |
2023 | Metagenomic insights into the functional genes across transects in a typical estuarine marsh.
| Science of The Total Environment |
2023 | Effects of nitrogen deposition on carbon and nutrient cyclingalong a natural soil acidity gradient as revealed bymetagenomics
| New Phytologist
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2022
| Estuarine plastisphere as an overlooked source of N2O production.
| Nature Communications
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2022 | L-theanine exuded from Camellia sinensis roots regulates element cycling in soil by shaping the rhizosphere microbiome assembly.
| Science of the Total Environment
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2022 | Metagenomic assembled genomes unravel purple non-sulfur bacteria (PNSB) involved in integrating C, N, P biotransformation.
| Science of the Total Environment |
2022 | Metagenomic insights into nitrogen and phosphorus cycling at the soil aggregate scale driven by organic material amendments
| Science of the Total Environment |
2021
| Metagenomic Insight Into Patterns and Mechanism of Nitrogen Cycle During Biocrust Succession.
| Frontiers in Microbiology |
