Name: physical isolation of endospores from environmental samples by targeted lysis of vegetative cells
Uploaded: 2016-01-21T13:00:00
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저자는 그랜트 번호 31003A-1분의 132,358, 31003A_152972 및 번호 151948에 대한 스위스 국립 과학 재단 (National Science Foundation)을 인정하고 Fundation 피에르 메르 라 과학을 붓는다.

화학 물질 및 장비의 1. 준비 <ol><li> 1 %의 나트륨 헥사 (SHMP) (나포 3) N 용액 500 mL로하고 고압 증기 멸균에 의해 소독. </li><li> 폐 유리 페트리 접시에서 고압 증기 멸균에 의해 멸균 니트로 셀룰로오스 (NC) 필터 (기공 크기 0.22 μm의 직경 47mm). </li><li> 폐 유리 페트리 접시에서 고압 증기 멸균에 의해 NC 필터 (기공 크기 0.22 μm의 직경 25mm)를 소독. </li><li> 무게 (에 캡) 멸균 50 ㎖ 튜브의 ...

<ol>
	<li>Nicholson, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roles+of+Bacillus+endospores+in+the+environment.">Roles of Bacillus endospores in the environment.</a> Cell Mol Life Sci. 59 (3), 410-416 (2002).</li><li>Lester, E. D., Satomi, M., Ponce, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microflora+of+extreme+arid+Atacama+Desert+soils.">Microflora of extreme arid Atacama Desert soils.</a> Soil Biol Biochem. 39 (2), 704-708 (2007).</li><li>Wilson, M. S., Siering, P. L., White, C. L., Hauser, M. E., Bartles, A. 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A., Farahi, K., Wiegel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sporulation+genes+in+members+of+the+low+G+C+Gram-type-positive+phylogenetic+branch+(Firmicutes).">Sporulation genes in members of the low G+C Gram-type-positive phylogenetic branch (Firmicutes).</a> Arch Microbiol. 182 (2-3), 182-192 (2004).</li><li>Delmont, T. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accessing+the+soil+metagenome+for+studies+of+microbial+diversity.">Accessing the soil metagenome for studies of microbial diversity.</a> Appl Environ Microbiol. 77 (4), 1315-1324 (2011).</li><li>Ricca, E., Henriques, A. O., Cutting, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bacterial spore formers: probiotics and emerging applications. , (2004).</li><li>Kuske, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-Scale+DNA+Sample+Preparation+Method+for+Field+PCR+Detection+of+Microbial+Cells+and+Spores+in+Soil.">Small-Scale DNA Sample Preparation Method for Field PCR Detection of Microbial Cells and Spores in Soil.</a> Appl Environ Microbiol. 64 (7), 2463-2472 (1998).</li><li>von Mering, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+phylogenetic+assessment+of+microbial+communities+in+diverse+environments.">Quantitative phylogenetic assessment of microbial communities in diverse environments.</a> Science. 315 (8515), 1126-1130 (2007).</li><li>Wunderlin, T., Junier, T., Roussel-Delif, L., Jeanneret, N., Junier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stage+0+sporulation+gene+A+as+a+molecular+marker+to+study+diversity+of+endospore-forming+Firmicutes.">Stage 0 sporulation gene A as a molecular marker to study diversity of endospore-forming Firmicutes.</a> Environ Microbiol Rep. 5 (6), 911-924 (2013).</li><li>Siala, A., Hill, I. R., Gray, T. R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Populations+of+spore-forming+bacteria+in+an+acid+forest+soil,+with+special+reference+to+Bacillus+subtilis.">Populations of spore-forming bacteria in an acid forest soil, with special reference to Bacillus subtilis.</a> J General Microbiol. 81 (1), 183-190 (1974).</li><li>Brandes Ammann, A., Kolle, L., Brandl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+bacterial+endospores+in+soil+by+terbium+fluorescence.">Detection of bacterial endospores in soil by terbium fluorescence.</a> Int J Microbiol. , 435281 (2011).</li><li>Fichtel, J., Koster, J., Rullkotter, J., Saas, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+variations+in+endospore+numbers+within+tidal+flat+sediments+revealed+by+quantification+of+dipicolinic+acid.">High variations in endospore numbers within tidal flat sediments revealed by quantification of dipicolinic acid.</a> Geomicrobiol J. 25 (7-8), (2008).</li><li>Cronin, U. P., Wilkinson, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+flow+cytometry+in+the+study+of+Bacillus+cereus.">The potential of flow cytometry in the study of Bacillus cereus.</a> J Appl Microbiol. 108 (1), 1-16 (2010).</li><li>de Rezende, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dispersal+of+thermophilic+Desulfotomaculum+endospores+into+Baltic+Sea+sediments+over+thousands+of+years.">Dispersal of thermophilic Desulfotomaculum endospores into Baltic Sea sediments over thousands of years.</a> ISME J. 7 (1), 72-84 (2013).</li><li>Hubert, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermophilic+anaerobes+in+Arctic+marine+sediments+induced+to+mineralize+complex+organic+matter+at+high+temperature.">Thermophilic anaerobes in Arctic marine sediments induced to mineralize complex organic matter at high temperature.</a> Environ Microbiol. 12 (4), 1089-1104 (2010).</li><li>Garbeva, P., van Veen, J. A., van Elsas, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predominant+Bacillus+spp.+in+agricultural+soil+under+different+management+regimes+detected+via+PCR-DGGE.">Predominant Bacillus spp. in agricultural soil under different management regimes detected via PCR-DGGE.</a> Microb Ecol. 45 (3), 302-316 (2003).</li><li>Brill, J. A., Wiegel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+between+spore-forming+and+asporogenic+bacteria+using+a+PCR+and+southern+hybridization+based+method.">Differentiation between spore-forming and asporogenic bacteria using a PCR and southern hybridization based method.</a> J Microbiol Methods. 31 (1-2), 29-36 (1997).</li><li>Rueckert, A., Ronimus, R. S., Morgan, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+real-time+PCR+assay+targeting+the+sporulation+gene,+spo0A.,+for+the+enumeration+of+thermophilic+bacilli+in+milk+powder.">Development of a real-time PCR assay targeting the sporulation gene, spo0A., for the enumeration of thermophilic bacilli in milk powder.</a> Food Microbiol. 23 (3), 220-230 (2006).</li><li>Bueche, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+endospore-forming+firmicutes+by+quantitative+PCR+with+the+functional+gene+spo0A.">Quantification of endospore-forming firmicutes by quantitative PCR with the functional gene spo0A.</a> Appl Environ Microbiol. 79 (17), 5302-5312 (2013).</li><li>Wunderlin, T., Junier, T., Roussel-Delif, L., Jeanneret, N., Junier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endospore-enriched+sequencing+approach+reveals+unprecedented+diversity+of+Firmicutes+in+sediments.">Endospore-enriched sequencing approach reveals unprecedented diversity of Firmicutes in sediments.</a> Environ Microbiol Rep. 6 (6), 631-639 (2014).</li><li>Nicholson, W. L., Law, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+purification+of+bacterial+endospores+from+soils:+UV+resistance+of+natural+Sonoran+desert+soil+populations+of+Bacillus+spp.+with+reference+to+B.+subtilis+strain+168.">Method for purification of bacterial endospores from soils: UV resistance of natural Sonoran desert soil populations of Bacillus spp. with reference to B. subtilis strain 168.</a> J Microbiol Methods. 35 (1), 13-21 (1999).</li></ol>

외부 공격적인 물리 화학적 요인 (예를 들면, 온도 또는 세제)에 내생 포자의 저항은 환경 시료에서 식물 세포에서 세균 내생 포자를 분리하는 방법을 고안 하였다. 이것은 비파괴 방식으로 환경 시료로부터 내생 포자를 분리하는 제 광범위한 방법이다. , 양을 감지하거나 샘플 내생 포자를 분석하는 이전 방법 등 dipicolinic 산 또는 특정 마커 유전자와 같은 내생 포자에 대한 특정 프록시의 ?...

이 연구의 목적은 환경 시료에서 식물 세균 세포에서 세균 내생 포자의 분리를위한 프로토콜을 제공하는 것이다. 박테리아 내생 포자의 형성은 문 후벽 균 1 그룹에 속하는 박테리아의 수에서 발견 생존 전략, 보통 기아에 의해 유발된다. 내생 포자 형성 세균이 잘 균주의 수는 병원균 따라서 의료의 중요성 (예를 들어, 탄저균이나 클로스 트리 디움 디피)의 주로하기 때문에, 연구한다. 내생 포자 형성 박테리아의 환경 균주는 거의 모든 환경 (토양, 물, 퇴적물, 공기, 얼음, 인간의 직감, 동물의 창자 등) 1-3에서 고립되었다. 따라서, 후벽 균 배양 컬렉션 (4)에서 두 번째로 가장 풍부한 문이다. 때문에 튼튼한 외부 피질 및 보호 핵심 단백질, 내생 포자는 FR에 이르기까지 극단적 인 환경 조건을 견딜 수높은 방사선, 극한의 온도 및 유해 화학 물질 5 옴 탈수. 이 놀라운 저항은 내생 포자 6-8에서 DNA를 추출하는 도전한다. 그들은 환경 시퀀싱 연구 9,10에서 간과 된 이유는 가능성을 설명합니다. 형광 항체 (11)에 의해 환경 시료의 내생 포자의 대상과 같은 다른 방법, 토양 12, 퇴적물 13 dipicolinic 산의 정량 (DPA)은 14 유동 세포 계측법 또는 저온 살균 이후 재배 (15, 16)는에 내생 포자를 검색하거나 정량화하는데 사용되어왔다 환경 시료. 최근, 최적화 된 DNA 추출 방법뿐만 아니라, 특정 분자 프라이머 내생 포자 특정 유전자 서열은 10,17-20 개발 된 타겟팅한다. 이 박테리아 (21)이 그룹들 사이에서 더 많은 생물 다양성을 나타 내기 위해 도움이 또한 내생 포자의 검출을위한 산업 및 의학에 응용하게되었다, 우유 분말 (19)의 예를 들어. 여기에 제시된 프로토콜은 식물 세포에 대하여 내생 포자의 세균 (예 : 열 및 세제 등) 유해한 물리 화학적 조건에 저항의 차이에 기초한다. 샘플에서 식물 세포를 파괴하기 위해, 우리는 연속적으로 열, 리소자임과 세제의 낮은 농도를 적용합니다. 포자를 파괴하지만, 모든 식물 세포를 용균하지 않도록 이러한 치료의 시간과 강도를 최적화되었다. 환경 세포 풀의 일부 셀들은 다른 것보다 더 내성이므로, 모든 식물 세포 파괴의 확률을 증가시키기 위해, 우리는 세 가지 다른 치료를 적용한다. 이 방법의 장점 및 신규성은 치료 후 내생 포자는 그대로이며, 하류의 분석에 이용 될 수 있다는 것이다. 이들은 D를 감소 따라서 DNA 추출, 정량 PCR (qPCR에) 및 앰플 리콘 또는 특히 내생 포자의 그룹을 대상으로 metagenomic 시퀀싱 (및 포함iversity) 범위 증가한다. 또한 하류 내생 포자 배양 또는 형광 현미경으로 정량에 사용될 수있는, 유동 세포 계측법, 또는 DPA의 검출. 이 방법의 중요한 특징은 처리 된 샘플과 미처리 샘플과 비교하여, 하나의 셀에 대응하는 식물 성분 외에 환경 샘플에서 내생 포자의 양과 다양성을 추론 할 수 있다는 점이다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="596">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Whatman nitrocellulose membrane filters, 0,2 um pore size, 47 mm diameter</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td colspan="2" style="width:285px;">WHA7182004 Aldrich&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Tris(hydroxymethyl)aminomethane</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>252859 Sigma-Aldrich</td>
			<td>CAS 77-86-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E9884 Sigma-Aldrich</td>
			<td>CAS&#160; 60-00-4&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Lysozyme from chicken egg white</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>62971 Fluka</td>
			<td>powder, CAS&#160; 12650-88-3&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ultra-Turrax homogenizer T18 basic</td>
			<td style="width:95px;">IKA</td>
			<td>3720000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Glass filter holders for 47 mm membranes, pyrex glass</td>
			<td style="width:95px;">EMD Millipore</td>
			<td>XX10 047 00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Chemical duty vacuum pump</td>
			<td style="width:95px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">WP6122050</td>
			<td>220 V/50 Hz</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Manifold sampling filtration for 25 mm membranes</td>
			<td style="width:95px;">Millipore</td>
			<td>1225 Sampling Manifold</td>
			<td>polypropylene</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dnase</td>
			<td style="width:95px;">New England Biolabs</td>
			<td>M0303S</td>
			<td>Rnase free</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaOH</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5881 Sigma-Aldrich</td>
			<td>CAS&#160; 1310-73-2&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium dodecyl sulfphate (SDS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L3771 Sigma&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Whatman nitrocellulose membrane filters, 0,2 um pore size, 25 mm diameter</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td colspan="2">WHA7182002 Aldrich</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

physical isolation of endospores from environmental samples by targeted lysis of vegetative cells

Endospore formation is a survival strategy found among some bacteria from the phylum Firmicutes. During endospore formation, these bacteria enter a morpho-physiological resting state that enhances survival under adverse environmental conditions. Even though endospore-forming Firmicutes are one of the most frequently enriched and isolated bacterial groups in culturing studies, they are often absent from diversity studies based on molecular methods. The resistance of the spore core is considered one of the factors limiting the recovery of DNA from endospores. We developed a method that takes advantage of the higher resistance of endospores to separate them from other cells in a complex microbial community using physical, enzymatic and chemical lysis methods. The endospore-only preparation thus obtained can be used for re-culturing or to perform downstream analysis such as tailored DNA extraction optimized for endospores and subsequent DNA sequencing. This method, applied to sediment samples, has allowed the enrichment of endospores and after sequencing, has revealed a large diversity of endospore-formers in freshwater lake sediments. We expect that the application of this method to other samples will yield a similar outcome.

여기에 제시된 결과는 이전 10,21 발표되었다. 데이터의 환경 적 해석과 설명은 해당 문서를 참조하십시오. 전체 절차를도 1에 요약 및 세 개의 주요 단계에 해당된다 : 첫째, 침전물 또는 다른 환경적인 행렬에서의 바이오 매스의 분리; 둘째, 식물 세포의 파괴; 그리고 세 번째, 분리 된 내생 포자의 하류 분석. 하류 분석 다양성을 결정하는 DNA 추출 및 앰플...

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Physical Isolation of Endospores from Environmental Samples by Targeted Lysis of Vegetative Cells

A method to single out bacterial endospores from complex microbial communities was developed to perform tailored culture or molecular studies of this group of bacteria.

식물 세포의 표적으로 용해하여 환경 시료에서 내생 포자의 물리적 분리

Endospore formation is a survival strategy found among some bacteria from the phylum Firmicutes. During endospore formation, these bacteria enter a ...

Research

JoVE Journal

Environment

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

엔테로 바이러스 및 문화 RT-qPCR에 의해 물에서 노로 바이러스의 발생의 EPA 방법 1615 측정. 바이러스 샘플의 I. 컬렉션

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

연구

환경과학

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

물리, 화학에 대한 생산 식스 Biochars의 생물학적 특성 오염 된 사이트의 재조정

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

엔테로 바이러스 및 문화와 RT-qPCR에 의해 물에서 노로 바이러스의 발생의 EPA 방법 1615 측정. 파트 III. RT-qPCR에 의한 바이러스 검출

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

자동 젤 사이즈 선택은 환경 물 샘플에서 준비 차세대 시퀀싱 라이브러리의 질을 향상시키기 위해

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

우라늄에서 구리 산화물 나노 입자에 의한 미량 원소의 제거<em&gt; 현장에서</em&gt; 복구 블리드 물과 세포 생존에 미치는 영향

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

준비 및 시험 독성에 대한 신속한 평가 음주의 물 샘플에 대한 RTgill-W1 세포와 유체 바이오칩을 임피던스 기반

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

A Bending Test for Determining the Atterberg Plastic Limit in Soils

The thread rolling test is the most commonly used method to determine the plastic limit (PL) in soils. It has been widely criticized, because a ...

Use of a Filter Cartridge for Filtration of Water Samples and Extraction of Environmental DNA

여과 물 샘플 및 환경 DNA의 추출을위한 필터 카트리지의 사용

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

수성 미디어에 나노 재료의 분산: 프로토콜 최적화 쪽으로

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' (Formicidae) for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' Formicidae for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

악의 선 저수지 내용 보에서의 절연 ' 개미 (Formicidae) GC-MS와 MetaboliteDetector Volatilome 분석에 대 한 폭발

The aim of this manuscript is to present a protocol describing the metabolomic analysis of Bornean &#39;exploding ants&#39; belonging to the Colobopsis ...