CN113092470A - 一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法 - Google Patents

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王嘉昊
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Abstract

一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，它属于微生物群落功能多样性分析领域。本发明解决了现有方法中微生物对单一碳源利用情况的统计分析结果与实际存在偏差的问题。本发明根据每个培养周期结束后测量的微孔内光密度值，来分别获得对各种碳源的累积利用强度，采用本发明方法对微生物群落功能多样性的变化情况进行分析，能直观地表征Biolog微平板中31种碳源的代谢利用情况，使所获得的微生物对单一碳源利用情况的分析结果与实际结果相符，解决了在现有方法中，微生物对单一碳源利用情况的统计分析结果与实际存在偏差的问题，提高了微生物群落功能多样性分析的准确性和科学性。本发明可以应用于微生物群落功能多样性分析。

Description

一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法
技术领域
本发明属于微生物群落功能多样性分析领域，具体涉及一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法。
背景技术
现行的Biolog微平板分析法是利用板中每孔平均颜色变化率(Average WellColor Development,AWCD)计算Shannon、Simpson、Brillouin、McIntosh等微生物群落功能多样性指数(刺参养殖池塘水体微生物群落功能多样性的季节变化[J].应用生态学报；长期施肥对农田黑土微生物群落功能多样性的影响[J].应用生态学报；施氮对不同有机碳水平桉树林土壤微生物群落碳代谢的影响[J].生态学报)。但是由于AWCD在计算过程中忽略了碳源的个体变化情况，造成微生物对单一碳源利用情况的统计分析存在不可避免的偏差，进而致使得到的一系列的微生物群落多样性指数的科学性受到质疑。
发明内容
本发明的目的是为解决现有方法中微生物对单一碳源利用情况的统计分析结果与实际存在偏差的问题，而提出了一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、吸取样品稀释液至Biolog微平板的各个包含单一碳源的微孔中，吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个不包含碳源的微孔中，即吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个空白的微孔中；
测量各微孔内的初始光密度值，对含有同一种碳源的微孔的初始光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的初始光密度值；再对各个空白微孔的初始光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的初始光密度值；
并将Biolog微平板置于恒温培养箱中进行培养，培养周期总数为T；
步骤二、对于任意的一个培养周期，在该培养周期结束后，测量各微孔内的光密度值；
对含有同一种碳源的微孔的光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的光密度值；再对各个空白微孔的光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的光密度值；
步骤三、同理，在各培养周期结束后，均进行一次步骤二的操作；
步骤四、根据步骤二和步骤三所得到的光密度值，计算出在每个培养周期内对各种碳源的利用强度；
步骤五、分别计算出整个培养期内对各种碳源的累积利用强度。
本发明的有益效果是：本发明提出了一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，本发明根据每个培养周期结束后测量的微孔内光密度值，来分别获得对各种碳源的累积利用强度，采用本发明方法对微生物群落功能多样性的变化情况进行分析，能直观地表征Biolog微平板中31种碳源的代谢利用情况，使所获得的微生物对单一碳源利用情况的分析结果与实际结果相符，解决了在现有方法中，微生物对单一碳源利用情况的统计分析结果与实际存在偏差的问题，提高了微生物群落功能多样性分析的准确性和科学性。
附图说明
图1为本发明的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法的流程图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式。本实施方式所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、吸取样品稀释液至Biolog微平板的各个包含单一碳源的微孔中，吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个不包含碳源的微孔中，即吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个空白的微孔中；
测量各微孔内的初始光密度值，对含有同一种碳源的微孔的初始光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的初始光密度值；再对各个空白微孔的初始光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的初始光密度值；
并将Biolog微平板置于恒温培养箱中进行培养，培养周期总数为T；
步骤二、对于任意的一个培养周期，在该培养周期结束后，测量各微孔内的光密度值；
对含有同一种碳源的微孔的光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的光密度值；再对各个空白微孔的光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的光密度值；
步骤三、同理，在各培养周期结束后，均进行一次步骤二的操作；
步骤四、根据步骤二和步骤三所得到的光密度值，计算出在每个培养周期内对各种碳源的利用强度；
步骤五、分别计算出整个培养期内对各种碳源的累积利用强度。
根据本发明方法获得的Zn和Qn，以Zn和Qn为原始数据，经由origin作等高线图，可以得到微生物群落对31种碳源的利用情况图以及168h培养期后的累积利用强度图。将景观生态学研究中的等高线分析法应用于微生物群落功能多样性研究中，解决了在微观生态学领域不能成功应用宏观生态学研究方法的理论问题。
本实施方式中的样品可以是任何的微生物群落。利用等高线分析法，借助于景观生态学中时空变化分析手段，对Biolog板中的碳源进行单一提取和分析，确定不同微生物群落对碳源的利用情况，更加科学地反映微生物群落功能多样性的改变。
本实施方式的Biolog微平板中包括96个微孔，其中包括3个空白微孔，93个含有单一碳源的微孔，进一步地，在93个含有单一碳源的微孔中，包括每种碳源的微孔的个数均为3个。31种碳源代码如表1所示：
表1碳源代码
Figure BDA0003005777200000031
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述步骤一中，吸取至各微孔内的样品稀释液的体积均为150μL，吸取至各微孔内的蒸馏水的体积也均为150μL。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述恒温培养箱的培养温度为28℃。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述培养周期总数T的取值为7。
当整个培养期的培养时间大于等于168h时，则以24h为一个培养周期。当整个培养期的培养时间小于168h时，则以12h为一个培养周期。因此，可以根据实际情况调整T的取值。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述步骤二中测量各微孔内的光密度值，是采用酶标仪读取590nm波长的光密度值。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是，所述步骤四的具体过程为：
Figure BDA0003005777200000041
其中，t＝1,2,…,T，
Figure BDA0003005777200000042
为在第t个培养周期内对第n种碳源的利用强度，n＝1,2,…,31，
Figure BDA0003005777200000043
为中间变量。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是，所述中间变量
Figure BDA0003005777200000044
为：
Figure BDA0003005777200000045
其中，
Figure BDA0003005777200000046
为经过t个培养周期后对照组的光密度值，
Figure BDA0003005777200000047
为经过t个培养周期后第n种碳源的光密度值，
Figure BDA0003005777200000048
为经过t-1个培养周期后对照组的光密度值，
Figure BDA0003005777200000049
为经过t-1个培养周期后第n种碳源的光密度值。
对于第一个培养周期来说：
Figure BDA00030057772000000410
其中，
Figure BDA00030057772000000411
为对照组的初始光密度值，
Figure BDA00030057772000000412
为第n种碳源的初始光密度值。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是，所述步骤五的具体过程为：
Figure BDA00030057772000000413
其中，Qn为在整个培养期内，对第n种碳源的累积利用强度。
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、吸取样品稀释液至Biolog微平板的各个包含单一碳源的微孔中，吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个不包含碳源的微孔中，即吸取蒸馏水至Biolog微平板的各个空白的微孔中；
测量各微孔内的初始光密度值，对含有同一种碳源的微孔的初始光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的初始光密度值；再对各个空白微孔的初始光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的初始光密度值；
并将Biolog微平板置于恒温培养箱中进行培养，培养周期总数为T；
步骤二、对于任意的一个培养周期，在该培养周期结束后，测量各微孔内的光密度值；
对含有同一种碳源的微孔的光密度值取平均，将得到的平均值作为对应种类碳源的光密度值；再对各个空白微孔的光密度值取平均，将取得的平均值作为对照组的光密度值；
步骤三、同理，在各培养周期结束后，均进行一次步骤二的操作；
步骤四、根据步骤二和步骤三所得到的光密度值，计算出在每个培养周期内对各种碳源的利用强度；
步骤五、分别计算出整个培养期内对各种碳源的累积利用强度。
2.根据权利要求1所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述步骤一中，吸取至各微孔内的样品稀释液的体积均为150μL，吸取至各微孔内的蒸馏水的体积也均为150μL。
3.根据权利要求1所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述恒温培养箱的培养温度为28℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述培养周期总数T的取值为7。
5.根据权利要求1所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述步骤二中测量各微孔内的光密度值，是采用酶标仪读取590nm波长的光密度值。
6.根据权利要求4所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述步骤四的具体过程为：
Figure FDA0003005777190000011
其中，t＝1,2,…,T，
Figure FDA0003005777190000021
为在第t个培养周期内对第n种碳源的利用强度，n＝1,2,…,31，
Figure FDA0003005777190000022
为中间变量。
7.根据权利要求6所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述中间变量
Figure FDA0003005777190000023
为：
Figure FDA0003005777190000024
其中，
Figure FDA0003005777190000025
Figure FDA0003005777190000026
为经过t个培养周期后对照组的光密度值，
Figure FDA0003005777190000027
为经过t个培养周期后第n种碳源的光密度值，
Figure FDA0003005777190000028
Figure FDA0003005777190000029
为经过t-1个培养周期后对照组的光密度值，
Figure FDA00030057771900000210
为经过t-1个培养周期后第n种碳源的光密度值。
8.根据权利要求7所述的一种用于Biolog微平板分析的单一碳源提取方法，其特征在于，所述步骤五的具体过程为：
Figure FDA00030057771900000211
其中，Qn为在整个培养期内，对第n种碳源的累积利用强度。
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