元素循环是生物地球化学循环的重要环节，主要涉及碳、氮、磷、硫等元素的循环过程。环境中的各种微生物会广泛参与到元素循环的过程中，其数量、质量及代谢速率与所在生态系统乃至整个生物圈的结构、功能、动态过程和生产密切相关。自然界中广泛分布的微生物是自然界碳、氮、磷、硫元素循环的主要驱动力，通过检测微生物基因组中涉及碳、氮、磷、硫代谢循环相关的功能基因，可综合分析不同生境下碳、氮、磷、硫循环的整体水平并评价微生物对此过程的影响，为环境健康和影响评价提供基因水平上的有力证据。

凌恩生物建立了完整的碳、氮、磷、硫循环循环模式图，对宏基因组数据进行深入挖掘，通过循环模式图，确定不同代谢过程所涉及的功能基因及其丰度计算方法，对环境样品微生物群落碳、氮、磷、硫循环能力进行分析及比较，进一步通过对识别到的相关功能基因所属物种进行分类学注释，识别环境样本中参与碳、氮、磷、硫循环的主要功能微生物种属。

（以碳循环为例）

元素循环图

期刊：Sci Total Environ        影响因子：7.963      发表时间：2022年3月

在污水处理和资源再利用领域，使用紫色光和细菌（PNSB）进行的生物处理过程受到了越来越多的关注，PNSB不仅仅是污水处理和资源利用的有效工具，其还是一个理想的微生物生态系统模型。本研究通过宏基因组测序结合binning的方法分析微生物群落的代谢功能。发现在不同光照条件下，PNSB中的C、N、P转化，并绘制出PNSB群落的C、N、P代谢网络。

图 PNSB群落的C、N、P代谢网络

【参考文献】：

Wu D, Zhao Z, Zhang L, Wang L, Zhou Y. Metagenomic assembled genomes unravel purple non‑sulfur bacteria (PNSB) involved in integrating C, N, P biotransformation. Sci Total Environ. 2022 Mar 19;830:154591. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154591. Epub ahead of print. PMID: 35318065.