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当前位置:凯发k8凯发k8网址官网下载首页 » 微生物研究 » 微生物多样性:16s/18s/its等扩增子测序
微生物多样性检测介绍
微生物多样性测序是基于二代高通量技术对16s rrna/18s rrna/its等基因序列进行测序,能同时对样品中的优势物种、稀有物种以及一些未知的物种进行检测,获得样品中的微生物群落组成以及它们之间的相对丰度。探讨微生物多样性对于研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用有着重要的理论和现实意义。
欧易特色
灵活的研究方案
针对客户的不同研究需求提供灵活多变的研究方案
专业严谨的服务
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针对大量的样本以及分组复杂的样本,具有清晰的逻辑处理思路,专业的分组对比分析能力
个性化定制分析
针对客户提出的个性化分析需求,提供专业的分析服务。
针对客户的研究目的和需求提供专业的个性化定制分析建议
推荐测序模式
miseq
案例展示
案例一  对于个体和群体出生一年内婴儿的肠道微生物群落研究
研究背景
人类出生时肠道理论上是无菌的状态,到了 3 岁左右,肠道的微生物群落逐渐形成与成年人类似的状态。大量研究表明婴儿的肠道微生物群落与人体健康息息相关,像肥胖、糖尿病和肠胃炎等,均与肠道微生物密切相关。目前已有一些基于粪便样品的不规律采样,来监测个体婴儿肠道微生物的变化,但从群体的角度出发,从出生开始高频率持续收集粪便样品来分析婴儿的肠道微生物变化的研究还没有。
研究内容
本研究收集了 12 个婴儿在出生一年内的粪便样品,收集频率几乎是每日一次,从个体和群体的角度出发,研究婴儿在出生的一年内肠道微生物变化。研究样本包括一对异卵双胞胎和一对出生 16 个月后分开的同胞兄弟。实验采用 16s rrna 高通量测序的方法,测所有样本的细菌群落结构及丰度,结合婴儿的饮食用药等环境因素,探究时间尺度上婴儿肠道微生物的演替和变化规律。

微生物


研究结果
1. 本研究共检测了 2684 个粪便样品,平均每个婴儿 224 个样品,16s rrna 高通量测序获得440,752,576 条序列,经过过滤后平均每个样品获得 164,215 条序列,按照 97% 的相似性获得 1736 个 otus,其中 229 个 otus 是在所有婴儿至少一个粪便样品中发现的,而 331 个 otus 是只出现在一个婴儿的粪便样品中的。总的细菌多样性在出生一年内是增加的,但增加方式没有线性规律。
2. 对于 otus 水平的群落结构进行分析,发现所有婴儿肠道微生物群落演变受时间影响较大,群落结构的演变过程是相似的。另外,肠道微生物群落的动态变化主要还是按照个体来聚集的。另外,根据对其中 11 个婴儿肠道微生物(排除 8 号婴儿的粪便,因为采集从第 54 天开始)的分析,发现不同婴儿个体的差异距离随时间而减小,这种变化是非线性的,并且这种距离的缩短在 60 至 130 天是有明显加速的。这种群落相似性是主要由 actinobacteria 相对丰度的增加和 firmicutes 相对丰度的减少驱动。
3. 婴儿肠道内的所有的微生物主要包括 4 个门(bacteroidetes、actinobacteria、firmicutes和proteobacteria),这些门在所有婴儿个体的肠道内的演替各自遵循着复杂的时间变化轨迹,且随着个体差异显著不同。随着时间的推移,actino-bacteria 和 proteobacteria 的相对丰度是逐渐下降的,而 bacteroidetes 和 firmicutes 的相对丰度是上升的。另外,bacteroidetes 在婴儿和成人的肠道内是密切相关的。对于个体的相似度分析发现,相比于同胞兄弟,异卵双胞胎的肠道微生物群落结构更相似,能够聚类到同一分支上。
4. 10 号样本由于疾病原因使用过抗生素类治疗药物,对于异卵双胞胎的肠道细菌群落结构进行比较,发现这对双胞胎肠道内的细菌群落演替在时间尺度上的变化趋势更接近,明显区别于其他样本。这对双胞的肠道微生物均有几个 otus 属于 streptococcus,抗生素的治疗并没有显著影响该属在后期的数量扩增。另外,streptococcus 中丰度最高的 4 个 otus 在双胞胎肠道内的变化趋势在时间尺度上一直都是非常相似的。
参考文献
de muinck ej & trosvik p. individuality and convergence of the infant gut microbiota during the first year of life. nat commun 2018; 9: 2233. (if: 12.353)
常见问题
1. 哪些环境样品可以进行微生物多样性检测?
针对宿主的相关样品,如皮肤、口腔、呼吸道、消化道、生殖道等;针对环境的相关样品,如土壤、水体、空气、盐湖、沼泽等,均可进行微生物多样性检测。
2. 进行环境微生物多样性测序一般可以鉴定到物种的哪个分类水平?
一般用16s rrna基因测序可以分类到属的级别,现有的rrna序列数据库提供的物种分类软件也只支持鉴定到属的级别。这主要是因为16s r rna序列在某些物种间差别非常小,加上测序固有的错误率存在,我们如果降低取信要求,鉴定到种,能够使用的序列过少,鉴定的结果可靠性也会降低。
3. 如果我想关注某些特定的菌,比如甲烷氧化细菌、固氮菌等。进行16s rrna测序可否注释一下哪些菌属于这类菌的范畴?
可以。我们公司的标准分析项目包含各个样本中物种的注释,标准分析结果中会给出含有物种注释的文件。研究人员可以在此基础上挑选出感兴趣的物种,但标准分析中并不包含挑出特定物种进行丰度图的绘制以及热图等的绘制。若研究人员有此需求,为定制化分析(属于高级分析项目)。
4. 环境微生物多样性测序的应用领域?
环境微生物多样性测序的应用领域非常广:包括疾病诊断、疾病机理、药效评价、药物机理等医药方面;环境微生物差异研究、生物地理学研究等环境生态学方面;植物保护、连作障碍、作物生长与根际微生物关系等植物科学方面;动物肠道微生物研究等动物科学方面;污水处理、油污利用、酿酒微生物研究等工业应用方面;还有某些重要次生代谢物相关的环境微生物多样性研究等。

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