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背景介绍

古细菌(archaebacteria)又叫古生菌、古菌,是一类很特殊的细菌,同时具有原核生物和真核生物的某些特征。古菌可能是最古老的生命体,古菌一些奇特的生活习性和与此相关的潜在生物技术开发前景,长期以来一直吸引着许多人的注意。古菌常被发现生活于各种极端自然环境下,如大洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖等。古菌的研究具有重要意义它们生存在极端特殊的生态环境中,具有独特的16S核糖体RNA寡核苷酸谱。能适应严寒、酷暑等极端环境,同时驱动着土壤碳、氮、硫等营养元素的生物地球化学循环。

古菌在土壤微生物群落及生物量亦占有不可忽视的比例。从古菌群落组成来看,古菌序列主要来自奇古菌门,其次来自广古菌门,二者参与了土壤碳、氮和氢的生物地球化学循环。已知奇古菌具有氨氧化、反硝化等多样的生理代谢特性和功能,易繁衍在有机质含量低、含水量较低,即氨态氮含量低的土壤。已有研究表明,广古菌的相对丰度随氨态氮的增加会显著增加,而且还与土壤中的可利用硫正相关,土壤分子微生态学研究古菌,一方面可以了解古菌在土壤早期形成所起的生化作用,更重要的是可以提高分子微生态学的水平


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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1 古菌常用鉴定引物

Arch 16s

Arch519F

CAGCCGCCGCGGTAA

PE250平台

Arch915R

GTGCTCCCCCGCCAATTCCT

ArchU

Arch519F

CAGYMGCCRCGGKAAHACC

Arch806R

GGACTACNSGGGTMTCTAAT



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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