碳是生命物質(zhì)中的主要元素之一，是有機質(zhì)的重要組成部分。地球上主要有四大碳庫，即大氣碳庫，海洋碳庫、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫和巖石圈碳庫。碳循環(huán)，是指碳元素在自然界的循環(huán)狀態(tài)，大氣中的二氧化碳（CO2）被陸地和海洋中的植物吸收，然后通過生物或地質(zhì)過程以及人類活動，又以二氧化碳的形式返回大氣中。這是自然界碳循環(huán)的基本過程。生物圈中的碳循環(huán)主要表現(xiàn)在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，并放出氧氣（O2）。石油煤炭是碳固化過剩的一種副產(chǎn)品。

元素循環(huán)策略：

功能基因擴增

1、引物特異性，覆蓋不夠全面;

2、只能獲得部分元素循環(huán)相關(guān)基因。

宏基因組分析

1、對于元素循環(huán)代謝通路不夠全面，且循環(huán)路徑分類不夠明確；

2、不能滿足目前高水平科研論文研究需求。

新流程

1、基于宏基因組標準分析得到的KEGG注釋結(jié)果；

2、根據(jù)文獻整合得到的碳、氮、硫和磷循環(huán)路徑及詳細基因豐度計算方式;

3、計算每個樣本中碳、氮、硫和磷循環(huán)各路徑的基因豐度，進而進行一系列樣本間比較。

宏基因組碳循環(huán)分析方案：

宏基因組碳循環(huán)方案，基于宏基因組標準分析得到的KEGG注釋結(jié)果，以及查閱大量基于宏基因組測序分析環(huán)境微生物群落元素循環(huán)的高分SCI文獻相關(guān)資料，建立了完整的碳循環(huán)循環(huán)模式圖，構(gòu)建了包含19個關(guān)鍵基因，涵蓋7個碳循環(huán)子路徑的完整碳循環(huán)分析方案。

通過建立完整的碳循環(huán)過程模式圖，確定不同代謝過程所涉及的功能基因及其豐度計算方法，繪制環(huán)境樣品微生物群落碳循環(huán)功能基因豐度差異比較圖，進一步通過對識別到的相關(guān)功能基因進行物種分類學注釋，識別不同環(huán)境樣品中參與碳循環(huán)的主要功能微生物種屬。提供包括組成分析、差異分析、相關(guān)性分析等在內(nèi)的宏基因組碳循環(huán)主流分析內(nèi)容，助您輕松實現(xiàn)碳循環(huán)功能機制的深入挖掘。

碳循環(huán)路徑

新升級的宏基因組碳循環(huán)

分析內(nèi)容包含四大分析模塊：

碳循環(huán)功能基因豐度定量及比較分析

碳循環(huán)功能基因路徑圖

樣本間/組間Beta多樣性比較分析

宿主微生物識別及與功能基因的聯(lián)合分析

新升級的宏基因組磷循環(huán)分析對結(jié)果的展示進行了細致的優(yōu)化，在保證分析結(jié)果清晰展示的前提下，對分析結(jié)果圖的各項細節(jié)參數(shù)進行了優(yōu)化調(diào)整，分析結(jié)果無需任何調(diào)整即可直接達到文章發(fā)表要求。

凌恩生物碳循環(huán)分析結(jié)果展示圖

經(jīng)典文獻案例

題目：生物結(jié)皮微生物群落碳循環(huán)機制研究進展[1]

期刊：Soil Biology and Biochemistry

影響因子：8.546

DOI：10.1016/j.soilbio.2022.108729

碳循環(huán)是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最重要、最復雜的生物地球化學循環(huán)，但目前在群落水平上對碳循環(huán)的理解仍然有限。生物結(jié)皮是已知的生態(tài)系統(tǒng)工程師，是生物地球化學循環(huán)研究的理想模型系統(tǒng)。土壤微生物作為驅(qū)動土壤碳轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵類群，盡管宏組學技術(shù)可通過基因豐度來預測物質(zhì)循環(huán)過程，但受制于微生物生理狀態(tài)、土壤有機質(zhì)化學結(jié)構(gòu)類型、有機碳氧化還原狀態(tài)差異等復雜因素的影響，在微生物群落水平上開展土壤碳循環(huán)格局及過程的研究始終是一個難題。

本研究對典型野外樣地不同演替階段的生物結(jié)皮（藻結(jié)皮、藍藻地衣結(jié)皮、綠藻地衣結(jié)皮和蘚結(jié)皮）開展了連續(xù)四年五批次的采樣調(diào)查工作，運用多種宏基因組技術(shù)及大數(shù)據(jù)模型分析手段，揭示了生物結(jié)皮群落微生物碳循環(huán)格局及其互作和調(diào)節(jié)機理。

結(jié)果表明，耗能的光能驅(qū)動的無機碳（Inorganic Carbon，IC）固定基因豐度較低，經(jīng)濟的化能驅(qū)動的高分子有機碳降解、發(fā)酵、需氧呼吸和CO氧化基因較豐富。共現(xiàn)分析進一步表明，生物結(jié)皮生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)由類似于初級生產(chǎn)的同化模塊和類似于次級生產(chǎn)的異化模塊組成；隨演替，循環(huán)途徑與微生物群落組成之間的關(guān)系發(fā)生著動態(tài)變化，兩個模塊通過CBB循環(huán)、乙醇和丙酸發(fā)酵連接在一起，并被干旱度和鹽度平衡。

參考文獻

[1] Carbon cycle in the microbial ecosystems of biological soil crusts. Soil Biology and Biochemistry, 2022.