科學(xué)指南針-微生物多樣性分析的常見問題
1.微生物多樣性是否能鑒定到菌株的種或者屬?測全長和擴(kuò)增子有什么區(qū)別?
一般做二代測序(即擴(kuò)增子測序)可以鑒定到屬,三代一般是測菌的全長,信息量更多一些,有一些種屬可以精確到種的信息,但是個(gè)別親緣關(guān)系很近的,不一定能鑒別開。 真菌、細(xì)菌、古菌全長引物包含區(qū)段引物序列(V3V4,IT1區(qū)等),全長可以更準(zhǔn)確的物種分類,更多的物種鑒定,能精確定位到“種”水平。 全長測序使用三代測序平臺(tái)?;赑acBio 測序平臺(tái)測序,相比較二代測序只選擇 1-2 個(gè)高變區(qū)進(jìn)行測序,三代可以獲得全長的序列,更多變異區(qū)信息可以提高物種鑒定的分辨率,還可以提高對(duì)于群落組成的鑒定的精度,更加真實(shí)的還原樣本中微生物群落結(jié)構(gòu)。
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2.16s擴(kuò)增子測序和宏基因組的區(qū)別?
①普通16S擴(kuò)增子測序: 一般是通過對(duì)16S V3或V4區(qū)(大概200-300bp)PCR擴(kuò)增建庫后,進(jìn)行高通量測序,選擇這兩個(gè)區(qū)域的原因是可檢測的物種多樣性更豐富,并且可重復(fù)性強(qiáng),二代測序的讀長可達(dá)到500bp,檢測結(jié)果無需拼接。缺點(diǎn)是由于序列長度有限,對(duì)樣品的鑒定一般只能精確到屬。 ②16S全長擴(kuò)增子測序:16SrDNA的全長大約為1500bp,通常來說足夠鑒定到種,其實(shí)現(xiàn)有兩種方法:其一是通過二代測序,不同于V3V4區(qū)測序,16S全長超過了二代測序的有效讀長,因此需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行拼接,此外,必須提高16S全長序列的質(zhì)量,測序結(jié)果才能精確,因此對(duì)技術(shù)人員的操作要求也較高;其二是通過三代測序,它的優(yōu)勢是擁有超長的讀長,16S全長測序結(jié)果無需拼接,其缺點(diǎn)就是錯(cuò)誤率高,通量低,成本昂貴。 ③宏基因組測序:是對(duì)樣本中全部基因進(jìn)行測序注釋,能鑒定微生物到種水平甚至菌株水平,宏基因組測序在16S測序分析的基礎(chǔ)上還可以解釋環(huán)境樣本中的功能組成及代謝通路等信息,主要用于深入挖掘環(huán)境樣本功能層面的信息。它的技術(shù)原理是將微生物基因組DNA隨機(jī)打斷成較小片段,然后在片段兩端加入通用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增測序,再通過組裝的方式,將小片段拼接成較長的序列,由于宏基因組測序結(jié)果數(shù)據(jù)量巨大,耗時(shí)更長,操作流程也更復(fù)雜,因此收費(fèi)也更高。 一個(gè)細(xì)菌分類地位的最終確定,需要做多相分類分析,包括形態(tài),生理生化,進(jìn)化和分子等特征,以后還會(huì)包括基因組分析。16S的數(shù)據(jù)只是一個(gè)參考值。
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