扩增子测序分析

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扩增子测序分析

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 扩增子测序可以根据不同需求,对特定长度的PCR产物或者捕获的片段进行高覆盖度测序,进而分析序列中的变异情况及丰度信息,从而获得环境样品中群落多样性信息。基于扩增子的分析在微生物分类鉴定,微生态研究等方面起着重要的作用。
      根据不同的研究目的和需求,真菌基因组测序可具体分为以下产品:

16s rDNA测序

      16S rDNA 是细菌分类学研究中最常用的 “分子钟”,其序列包括9个可变区和10个保守区。采用二代高通量测序仪MiSeq对16s rDNA的某高变区测序可以获得特定环境中细菌和古菌物种组成及丰度信息。

18s rDNA/ITS测序

      118s rDNA和ITS序列分析已被广泛应用于真菌分类学鉴定。18S rDNA是编码真核生物核糖体小亚基rRNA(18SrRNA)的DNA序列,序列中既有保守区又有可变区,高变序列区域主要体现物种间的差异;ITS位于核糖体rDNA18S、5.8S及28S之间属于中度保守的区域,利用它可研究种及种以下水平分类。采用二代高通量测序仪MiSeq对18s rDNA可变区及ITS进行测序可以获得特定环境中真菌物种组成及丰度信息。

目标区域测序

      根据研究需求对特定目标片段,进行高通量测序,根据片段长度按需选择MiSeq或者HiSeq测序。
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  • 案例1:家庭微生物组—通过人体微生物群落研究对象和环境的互作
    Simon, Lax, Daniel, P, Smith, Jarrad, Hampton-Marcell, et al. Longitudinal analysis of microbial interaction between humans and the indoor environment. Science, 2014, 345(6200): 1048-1052

    本研究选取7个美国家庭,共1625份样本,取样部位包括人体&宠物(猫、狗)鼻腔、手、脚后跟;房屋:前门/浴室/厨房门把手、卧室/厨房地板、厨房台面、厨房灯开关等。选取16s rDNA V4区(MiSeq PE 150)并联合宏基因测序(MiSeq PE 250, HiSeq 2000)。
    主要得出如下结论:
    1,不同家庭微生物结构差异很大,且人体微生物是影响家庭微生物结构的主要因素。
    2,每一家庭有其特定的微生物指纹图谱。
    3,通过宏基因组学测序得到一具有潜在人致病性的病原菌草图,这一来自厨房台面的致病菌与人手上的致病菌是匹配的。
    4,通过对搬家家庭微生物结构的研究发现,新家微生物组成很快达到与原来家庭相似的结构,反映了家庭微生物快速的殖民能力。

    人和家庭环境之间微生物种类普遍共享



    案例2:不同来源的酿酒葡萄微生物多样性研究
    Bokulich NA, Thorngate JH, Richardson PM, Mills DA. Microbial biogeography of wine grapes is conditioned by cultivar, vintage, and climate. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2014;111(1):E139-E148.

    本研究通过对不同品种、不同地区、不同年份的酿酒葡萄16s rDNA V4区及ITS1区测序,获得了每种酿酒葡萄表面细菌和真菌物种信息。并得出了如下结论:
    1, 酿酒葡萄表面的微生物群落组成及丰度与品种、地域、气候等条件密切相关;
    2, 酿酒葡萄表面的微生物组成与葡萄酒的风味密切相关。

    来自不同葡萄园的夏敦埃酒细菌(上面)和真菌(下面)的物种组成