土壤微生物生態(tài)網絡的構建方法及其比較.pdf

1、長期以來，絕大多數關于土壤微生物的研究報告，其基本目的是回答土壤中有什么微生物、有多少微生物，極少關注微生物之間的相互作用。但是，事實上，土壤中的微生物不可能孤立生活，總是與其它微生物發(fā)生這樣或那樣的相互作用，比如共生、寄生、互生、拮抗等等。然而，這些已知的相互作用大多都是用共培養(yǎng)等方法來確定的，最典型的例子是拮抗關系的確定。
　　雖然共培養(yǎng)至今依然是確定微生物之間相互作用關系的標準方法，但是用它來研究一個群落中微生物之間的相互作

2、用關系時就存在明顯的局限性:首先，它僅僅適用于那些可培養(yǎng)菌，而土壤中絕大多數微生物是不可培養(yǎng)的;其次，土壤條件與平板條件有很大差別，微生物在平板中表現(xiàn)出來的相互作用關系不見得就是土壤中實際發(fā)生的相互作用關系。因此，要在群落水平上研究微生物之間的相互作用關系，必須另尋其它途徑。
　　近年來研究者開發(fā)出不少軟件用于研究微生物群落中成員之間的相互作用。這些軟件都可以利用高通量測序結果來預測微生物之間的相互作用關系。因為高通量測序反映的是

3、原位狀況下土壤微生物群落的狀態(tài)，因此與平板結果相比更接近于土壤原位狀況下的相互作用。這些軟件使得人們研究群落水平上微生物之間的相互作用成為可能。然而這些軟件的參數選擇都是使用者自行確定的，沒有人對如何選擇參數以及由此可能產生的不同結果進行比較研究，也就是說，選擇不同參數可能會得到不同的結果，但是哪一種結果更為合理無從知曉。
　　與蛋白質相互作用關系相比，土壤微生物之間的相互作用關系至今尚沒有參比數據庫可供參考，所以從絕對意義上來說

4、，網絡預測的結果本身確實沒有“正確”與“不正確”之分。但是，一組好的參數，應該能夠得到“穩(wěn)健”的結果。如果某一對微生物之間的相互作用關系是客觀存在的，那么，在97％水平下能夠檢測到，在95％甚至90％水平上應該也能檢測到。因此，不同OTU劃分水平的數據便成為檢測網絡穩(wěn)健性的一種很好的參考基線?；谶@一假說，結合過去的經驗就如何選擇參數進行粗線探討。
　　本文比較了CoNet和MENA兩種網絡分析的方法，并且就如何選擇合適的參數以獲

5、得穩(wěn)健的結果進行初步探討。本文首先簡單介紹了這兩個軟件的參數及使用步驟。然后，用一組由16個土壤樣品組成的高通量測序數據，分別通過兩個軟件，選擇不同參數組合進行網絡的構建，比較結果的差異。最后，本文還比較了CoNet和MENA構建的網絡中模塊的重現(xiàn)性，以及MENA默認算法切得的模塊與OH-PIN算法（默認值）切得的模塊的重現(xiàn)性，并且通過比較在97％和90％相似度劃分水平下用CoNet構建的網絡中模塊的重現(xiàn)性來評估參數選擇，結果表明，使用