5高通量測序：環(huán)境微生物群落多樣性分析-wenkub
2023-04-19 23:02:38 本頁面
【正文】 不同顏色標(biāo)記，末端數(shù)字為實(shí)際測序條數(shù)；? 起初曲線直線上升，是由于測序條數(shù)遠(yuǎn)不足覆蓋樣品導(dǎo)致；? 數(shù)值升高直至平滑說明測序條數(shù)足以覆蓋樣品中的大部分微生物。當(dāng)曲線趨向平坦時，說明測序數(shù)據(jù)量足夠大，可以反映樣品中絕大多數(shù)的微生物物種信息?？v軸：基于該測序條數(shù)能構(gòu)建的OTU數(shù)量。痕量菌檢測：充分發(fā)揮高通量測序的大數(shù)據(jù)量優(yōu)勢，能檢測出豐度低至萬分之一的痕量菌。最近，美吉生物推出了新的測序平臺———MiSeq。DGGE等分子指紋圖譜技術(shù)，在其實(shí)驗(yàn)結(jié)果中往往只含有數(shù)十條條帶，只能反映出樣品中少數(shù)優(yōu)勢菌的信息；另一方面，由于分辨率的誤差，部分電泳條帶中可能包含不只一種16SrDNA序列，因此要獲悉電泳圖譜中具體的菌種信息，還需對每一條帶構(gòu)建克隆文庫，并篩選克隆進(jìn)行測序，此實(shí)驗(yàn)操作相對繁瑣；此外，采用這種方法無法對樣品中的微生物做到絕對定量。以在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用為例，通過比較正常和疾病狀態(tài)下或疾病不同進(jìn)程中人體微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能變化，可以對正常人群與某些疾病患者體內(nèi)的微生物群體多樣性進(jìn)行比較分析，研究獲得人體微生物群落變化同疾病之間的關(guān)系；通過深度測序還可以快速地發(fā)現(xiàn)和檢測常見病原及新發(fā)傳染病病原微生物。長期以來，由于受到技術(shù)限制，對微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的認(rèn)識還不全面，對微生物功能及代謝機(jī)理方面了解的也很少。但隨著高通量測序、基因芯片等新技術(shù)的不斷更新，微生物分子生態(tài)學(xué)的研究方法和研究途徑也在不斷變化。研究方法進(jìn)展環(huán)境微生物多樣性的研究方法很多，從國內(nèi)外目前采用的方法來看大致上包括以下四類：傳統(tǒng)的微生物平板純培養(yǎng)方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物學(xué)方法等等。生物芯片是通過固定在芯片上的探針來獲得微生物多樣性的信息，“只能驗(yàn)證已知，卻無法探索未知”，此方法通過信號強(qiáng)弱判斷微生物的豐度也不是非常的準(zhǔn)確。MiSeq高通量測序平臺集中了Roche454和Illumina HiSeq2500的優(yōu)點(diǎn)，不僅可實(shí)現(xiàn)對多樣品的多個可變區(qū)同時測序，而且在測序速度和測序通量上都有進(jìn)一步提升，目前此平臺已在微生物多樣性群落結(jié)構(gòu)研究方面受到了廣大學(xué)者的認(rèn)可。生信分析1. 稀釋性曲線（Rarefaction Curve）采用對測序序列進(jìn)行隨機(jī)抽樣的方法，以抽到的序列數(shù)與它們所能代表OTU的數(shù)目構(gòu)建曲線，即稀釋性曲線。曲線解讀：? 圖1中每條曲線代表一個樣品，用不同顏色標(biāo)記；? 隨測序深度增加，被發(fā)現(xiàn)OTU 的數(shù)量增加。 橫軸：從某個樣品中隨機(jī)抽取的測序條數(shù)。曲線用于同時解釋樣品多樣性的兩個方面，即樣品所含物種的豐富程度和均勻程度。曲線解讀：? 圖3與圖4中每條曲線對應(yīng)一個樣本（參考右上角圖標(biāo)）；? 圖3與圖4中橫坐標(biāo)表示的是OTU（物種）豐度排列順序，縱坐標(biāo)對應(yīng)的是OTU（物種）所占相對豐度比例（圖3為相對百分比例，圖4為換算后Log值），曲線趨于水平則表示樣品中各物種所占比例相似；曲線整體斜率越大則表示樣品中各物種所占比例差異較大。圖標(biāo)解讀：? 顏色對應(yīng)此分類學(xué)水平下各物種名稱，不同色塊寬度表示不同物種相對豐度比例；? 可以在不同分類學(xué)水平下作圖分析。不同樣品用不
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