B1
A2 A3 A4 -Methyl-D- D-Galactonic L-Arginine Glucoside Acid -actone B2 B3
A1 Water B1
Pyruvic Acid Methyl Ester
V1 Tween 40
A2 -Methyl-DGlucoside
Pyruvic Acid D-Xylose Methyl Ester
磷脂脂肪酸仅存在于活细胞的细胞膜中，死 该物质仅存在于活的生物体中，在死亡 亡细胞膜磷脂被迅速分解 微生物体或非生物的有机物质中量很小
PLFAs 可从土壤中直接提取出来，并用气相 容易从细胞和土壤中提取出来；有测定该物 色谱测定其总量及种类 质灵敏、准确的方法
特定微生物具有特异性 PLFAs，膜磷脂脂肪酸 在生物体中的浓度恒定：不随种类、生长条 分析反映微生物群体的多样性，可以用来测定 件和生理状态而变化 微生物量中真菌和细菌比例
提取测定土壤脂肪酸基本步骤
土壤样本脂肪 提取 氯仿:甲醇: 缓冲溶液 = 1:2:0.8 (体积比)
脂肪组分分离 通过硅酸柱 将脂肪分为中性脂肪、糖 脂和极性的磷脂3个组分 根据脂肪酸的 饱和度、羧基 数目及几何特 性等，区分不 同种类的磷脂 脂肪酸
气相色谱分析磷脂脂肪酸量
生物多样性指标
丰度 生态系统中物种总数； Species Evenness Diversity index Shannon 指标 Simpson 指标 Berger-Parker指标 Alpha指标
F2 F3 F4
E1 -Cyclodextrin
E2 N-Acetyl-DGlucosamine
Glycogen
D-Gluco－ Itaconic saminic Acid Acid
G3
Glycyl-LGlutamic Acid
F1 Glycogen
F2 D-Glucosaminic Acid
大多数微生物细胞膜上占优势的脂肪酸组成很相 似， PLFAs分析不能鉴定微生物种类；是较为粗略的反映 微生物群落结构和功能多样性的参数，不能指示群落 中单个菌种的变化
微生物群落结构分析方法
膜磷脂脂肪酸分析
（ Phospholipid Fatty Acids—PLFAs）
代谢指纹技术 (Biolog)
L-Phenylalanine
D4 L-Serine
Tween 80 -Cyclodextrin
F1
D3 D-Mannitol 4-Hydroxy Benzoic Acid
D1 Tween 80
E1
E2 E3 E4 N-Acetyl-D- -Hydroxy- L-Threonine Glucosamine butyric Acid
甲烷氧化细菌
放线菌 真菌
a (anto): 前异构 甲基支链; cyc: 环丙基支链; i (iso): 异构甲基 支链; Me:甲基支链
脂肪酸分子通式：X:YωZ（c/t） X：脂肪酸分子的总碳原子数；Y：烯键的数目；ω：双键的位置 （从羧基端起计）; 后缀c和t分别表示顺式和反式同分异构体
应用细胞中特异化学成分的前提
膜磷脂脂肪酸分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微生物特异磷脂脂肪酸
脂肪酸 i15:0; a15:0; 15:0; a16:0; i17:0; a17:0; 17:0 16:17c/+; cyc17:0; 18:17c/+; cyc19:0 16:16c 10Me17:0; 10Me 18:0 18:26,9; 18: 36,9,12 微生物 G+ 细菌 G- 细菌
Ecoplate平板：96孔微平板中含有3个重复的 31种碳源
Biolog 测定原理
• 微生物利用不同的碳 源物质，产生电子传 递体烟酰胺腺嘌呤二 核苷酸 (NADH)； • 四氮唑接受电子，转 变为紫色的甲僭 (音同 建）； • 颜色的深浅及形成速 度，反映不同类型微 生物的数量及活性
A1 Water
膜磷脂脂肪酸分析应用实例 - 土壤微 生物中真菌细菌比例随土壤pH变化
真菌细菌生物量系数 用18:26,9 PLFA 和13种细菌特有的 PLFA 分别作为真菌和细菌的指示物 (Bå å th & Anderson, 2003)
PLFAs方法评价
定量描述微生物群落结构和生物多样性；敏感地反映微 生物群落结构变化 较为简单、有效 微生物的PLFAs 组成随环境及生理状态而有所变化
Metabolic fingerprinting techniques- Community level
physiological profiles (CLPPs）
BIOLOG 分析 代谢指纹技术-群落水平生理特征图
根据微生物利用碳源特性，选择含有不同碳源物 质的微平板 将土壤悬液接种于GN、GP、Ecoplate 微平板 中，微平板中氧化还原染料形成的颜色能指 示微生物对不同碳源的利用程度
C1
D-GalacLturonic Acid Asparagine
C3 2-Hydroxy Benzoic Acid C4
B4
BIOLOG－ B2 TM EcoPlate D-Xylose
C2 I-Erythritol D2 D-Mannitol
Tween 40
D1
C2 I-Erythritol D2
微生物群落结构分析
膜磷脂脂肪酸图谱分析
(Phospholipid Fatty Acid Profile)
代谢指纹技术 (群落水平生理特征图谱 Biolog)
Metabolic fingerprinting techniques - Community level physiological profiles (CLPPs)
微生物 PLFAs 组成随环境及生理状态而有所变 在生物体中的浓度恒定：不随种类、生长条 化 件和生理状态而变化
膜磷脂脂肪酸总量与土壤微生物量(SIR 法)的相关性
(Bå å th & Anderson, 2003)
真菌膜磷脂脂肪酸特异性
土壤中麦角甾醇(真菌组成指示物质)和18:26,9 PLFA 含量之间的相关性 (Bå å th & Anderson, 2003)