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背景介绍

土壤微生物群落结构和多样性及其变化在一定程度上反映了土壤的质量。土壤微生物多样性一般包括微生物分类群的多样性、遗传(基因) 多样性、生态特征多样性和功能多样性。由于土壤微生物的复杂性、土壤本身的多变性和研究方法不完善等原因的限制, 以往人们对土壤微生物多样性的研究与动、植物相比远远落后。

随着测序技术的发展,高通量测序已成为定量和鉴别微生物群落演替的更好的研究工具。该技术能够在整体微生物细菌群落水平下分析物种遗传多样性,并能较为客观的反映样本中低丰度的重要功能微生物。该技术具有测序通量高、试验过程简化、速度快、准确率高等优点,试验结果能够更好地反应出群落结构的特点高通量测序技术的发展则为研究土壤宏基因组提供了大量数据,为直接探究土壤中的微生物群落结构提供了客观而全面的信息。

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项目介绍

微生物多样性测序,又名扩增子测序,是对特定长度的PCR产物或者捕获的片段进行测序,主要包括16S rDNA测序、18S rDNA测序、ITS测序及目标区域扩增子测序等。采用第二代高通量测序平台测定的16S/18S/ITS某个高变区域的序列,来反映环境样品在细菌、真菌、古菌分类方面物种之间的差异,对研究海洋、土壤、肠道粪便等环境中的微生物构成有重要的指导作用。

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凌恩生物根据不同的研究目的和需求,扩增子测序可以细分为如下4个产品:

16S rDNA测序:16S rDNA为编码原核生物核糖体小亚基rRNADNA序列,主要进行细菌或古菌的多样性分析。细菌核糖体RNArRNA有三种类型:5S rRNA120bp16S rRNA(约1540bp)和23S rRNA(约2900bp)。5S rRNA基因序列较短,包含的遗传信息较少,不适于细菌种类的分析鉴定;23S rRNA基因的序列太长,且其碱基的突变率较高,不适于鉴定亲缘关系较远的细菌种类;16S rRNA普遍存在于原核细胞中,且含量较高、拷贝数较多(占细菌RNA总量的80%以上),便于获取模板,功能同源性高,遗传信息量适中,适于作为细菌多样性分析的标准。16S rRNA编码基因序列共有10个保守区和9个高可变区。

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18S rDNA测序:18S rDNA为编码真核生物核糖体小亚基rRNADNA序列,反映样品中真核生物之间的种类差异。与细菌多样性分析类似,在真核微生物中也有三类核糖体RNArRNA,包括5.8S rRNA18S rRNA28S rRNA18S rRNA基因是编码真核生物核糖体小亚基的DNA序列,其中既有保守区,也有可变区(V1-V9,没有V6区)。保守区域反映了生物物种间的亲缘关系,而可变区则能体现物种间的差异,适用于作种级及以上的分类标准。

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ITS测序:该类测序主要对环境微生物中的真菌多样性进行分析。包含两个区域:ITS1位于真核生物核糖体rDNA序列18S5.8S之间;ITS2位于真核生物核糖体rDNA序列5.8S28S之间。 ITS序列是内源转录间隔区(Internally Transcribed Spacer),位于真菌18S5.8S28S rRNA基因之间,分别为ITS 1ITS 2。在真菌中,5.8S18S28S rRNA基因具有较高的保守性,而ITS由于承受较小的自然选择压力,在进化过程中能够容忍更多的变异,在绝大多数真核生物中表现出极为广泛的序列多态性。同时,ITS的保守型表现为种内相对一致,种间差异较明显,能够反映出种属间,甚至菌株间的差异。并且ITS序列片段较小(ITS 1ITS 2长度分别为350 bp400 bp),易于分析,目前已被广泛用于真菌不同种属的系统发育分析。

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功能基因扩增子测序:根据客户的研究需求,基于功能基因/持家基因/靶基因等,对特定基因的PCR产物进行测序。在自然界的各类环境中,都有微生物的存在,它们在各自的“岗位”上都发挥着或大或小、或多或少的作用。有一些具有特殊功能的微生物,由于其作用的重要性或特殊性而受到人们的广泛关注,这些具有特殊功能的微生物叫做功能微生物,如氨氧化细菌、硫细菌、硝化细菌等。它们在分类学上有可能差异很大,但却具有相同或类似的基因使其能够发挥同样的作用。支配这些功能细菌发挥重要功能的基因被称为功能基因,如amoAdsrBnxrA。目前凌恩生物已收集GeneBank中所有已知功能基因的序列及其对应的种属信息,构建自己的功能基因数据库。


实验流程

Illunima测序

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PacBio序(扩增子全长测序):

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分析流程

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送样要求

样本要求

样品类型1:环境样本(请使用干冰或者冰袋运送)

1土壤5g

2)粪便2g

样品类型2DNA样品(请使用干冰或者冰袋运送)

1DNA总量150ng

2浓度5ng/ul



技术特色

  • 两大测序平台,满足不同多样性检测需求。

  • 多种可选引物,针对不同微生物类型研究方向。

  • 1对1项目服务,直接对接生信分析师,没有中间环节,沟通更高效。

  • 多组学关联分析,可关联代谢组,蛋白组研究结果,全方面深化研究。

  • 多种个性化分析方案,全方位满足研究需要,助力科研成功。


分析示例


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