特定功能微生物多样性分析

原创 于 2022-04-26 17:30:23 发布 · 448 阅读 · 2 ·
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本文探讨了功能微生物，特别是氨氧化细菌、硫细菌和硝化细菌，以及如何基于功能基因和持家基因进行高通量测序分析。微基生物提供个性化建库和分析服务，使用Illumina平台进行微生物生态研究。案例分析展示了在模拟家畜废水处理中，反硝化细菌群落演替和环境变量的影响，提出通过关联网络图选择优势菌株以优化生物反应器性能。

——基于功能基因/持家基因/靶基因

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amoA、dsrB、nxrA。目前微基生物已收集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。 

 微基生物可根据客户需求，针对功能基因或持家基因，设计PCR通用引物，开展个性化建库及分析。 此类方法，可针对属内各种，甚至亚种，进行细致地分类及分析，并与环境数据相结合，可用于某类微生物精细的分类及进化研究。部分已完成功能基因建库分析及引物列表（其他功能基因请垂询）。

功能微生物

测序基因

特异引物

推荐平台

产甲烷菌

16S rRNA gene

Arch519F / Arch915R

MiSeq 2×300

硫酸盐还原菌SRB

dsrB

dsrF / dsrR

MiSeq 2×300

硝化细菌AOB

16S
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微基生物
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高通量二代测序如何建库？
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人体表面和体内都生活着大量的微生物，包括真菌、细菌、古细菌和病毒，其总量甚至超过了人体自身细胞的数量。血液作为人体最为重要的一个组织，起到了输送氧气和营养物质、传导热量以及防止微生物感染的作用。人类的血液由54.3%的血浆、45%的红细胞、0.7%的白细胞和数量不定的血小板组成。过去曾普遍认为在健康人的血液中是不存在微生物的，只有在患有菌血症等疾病的病人血液中才有可能检测出微生物。但是近年来有越来越多的研究表明，在健康人的血液中也存在微生物，并且这些微生物与人体维持着微妙的共生关系。随着高通量测序技术逐
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噬菌体（bacteriophage, phage）是感染细菌、真菌、藻类 、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小，结构简单，只含一种核酸（DNA 或 RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖。一旦离开了宿主细胞，噬菌体既不能生长，也不能复制。依据核酸类型、形态结构、基本特征等对噬菌体进行了系统的分类。（1）根据噬菌体的核酸类型，可分为双链DNA 噬菌体（即 dsDNA 噬菌体）
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皮肤样本微生物的检测介绍
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从公元前400年，希波克拉底第一次描述念珠菌感染起，研究者们一直在探究与人类共生的微生物对人体健康及疾病的影响。皮肤作为人体最大的器官拥有约1.8m２的表面积，其主要功能是作为物理屏障，保护机体免受外来生物或有毒物质的侵害。同时，皮肤也是人体与外界环境接触的部位，因此常驻有各类微生物，包括细菌、真菌、病毒等。如果将皮肤看作一个生态系统，那么它就是由各类微生物和皮肤表面的组织、细胞及各种分泌物等共同组成的整体。微生物群落与皮肤表面组织之间维持着动态的平衡，这种平衡一旦被打破，就可能会引起皮肤病或感染。早期
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一、测序技术的发展史高通量测序（High-Throughput Sequencing）又名下一代测序（Next Generation Sequencing，NGS），是相对于传统的Sanger测序（Sanger Sequencing）而言的。目前高通量测序的主要平台代表有罗氏公司(Roche)的454测序仪（Roch GS FLX sequencer）（已终止服务），Illumina公司的测序仪（Illumina Genome Analyzer）和ABI的SOLiD测序仪（ABI SOLiD seq
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菌种保藏是指保持微生物菌株的活力和遗传性状的技术。微生物在使用和传代过程中容易发生污染、变异甚至死亡，因而常常造成菌种的衰退。菌种保藏的目的就是使菌株存活、不丢失、不污染杂菌、不发生或少发生变异，保持菌种原有的活性和各种特征。菌种保藏的基本原理是使微生物的生命活动处于半永久性的休眠状态，也就是将微生物的新陈代谢作用限制在最低范围内。实验室常用的保菌方法有：甘油保菌法、斜面保菌法、穿刺保菌法、液体石蜡覆盖保藏法、沙土保藏法、冷冻干燥法。微基生物在以上几种菌种保藏方法的基础上，开发出了保菌效果更好瓷珠保菌法
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宏基因组生信分析方法介绍
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随着高通量技术的发展，宏基因组学（metagenomics）已经成为研究微生物群落物种及功能的前沿科学，在肠道微生物、环境微生物等研究领域具有广泛应用。宏基因组学通过对微生物群落全部DNA进行高通量测序，将测序序列与公共数据库进行比对或从头组装出微生物基因组，从而识别微生物群落的物种和功能基因。目前主流的宏基因组数据分析方法包括三种：基于测序结果进行组装的分析方法；基于reads直接和已知数据库进行比对的方法；基于分箱bin的方法。常用到的分析工具见下图：一、基于组装数据分析从下机.
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