宏基因組測序及分析上海迪奧生物科技有限公司

技術服務信息

服務名稱:宏基因組測序及分析
服務類別:細胞生物學服務 - 細胞培養服務
價格:詢價
允許參觀:允許參與實驗
所在區域:上海.上海
更新時間:2018/3/21 9:09:00
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技術服務詳細描述

宏基因組測序及分析

一、技術介紹

宏基因組測序,是將環境樣品中的微生物群落基因組作為一個整體,進行高通量測序分析,從而對環境中微生物菌群的多樣性、豐度以及功能活性進行解讀,進而探求微生物與環境、微生物與宿主之間的關系;通過比較研究,發掘和研究新的、具有特定功能的基因等。

宏基因組測序,使我們對環境微生物的研究不再單純局限于純培養,可以對樣品中不可培養微生物進行更為全面的了解與探究,大大擴展了微生物的研究范圍,為微生物的研究提供了高效的研究工具。

   我們的Illumina測序平臺相對于454測序平臺具有更高的性價比,在相同的投入的情況下,采用Illumina可以得到更高的數據量,二這對于復雜的微生物群落而言意味著更高的覆蓋度,這有利于鑒定低豐度的微生物群落,也有利于挖掘更多的微生物基因資源。

二、技術路線

 

 

圖1 宏基因組研究流程

三、生物信息學分析

1. 物種多樣性分析

  將所得Reads質控后,與微生物基因組數據庫進行比對,得到樣品物種信息,分析出環境樣品中各個物種在總樣品物種中所占的比例。

 

 

圖2 某環境樣品中微生物群落組成結構餅圖

 

2. 微生物群落結構與功能分析

  通過宏基因組大量測序,除了能得到樣品中的物種分類組成信息,還可以對測序數據進行功能基因分析,深度挖掘基因資源,研究與特定環境相關的代謝通路,以及通過不同樣品間的比較,研究微生物群落內部、微生物與環境、微生物與宿主間的相互關系。對于不同的樣品,可以進行相應的比較分析,以發現樣品間某些指標的異同。常用的數據庫有GO、COG、KEGG。

圖3 兩個不同時間環境樣品eggNOG 分析結果

 

  

              圖4  某環境樣品KEGG pathway 分析代謝路徑圖

四、應用領域

   人體及動物微生物:如人體皮膚、消化道、呼吸道、口腔以及動物瘤胃、昆蟲腸道等);

   環境微生物:土壤、污水、海洋、礦地、火山口等;

   工業微生物:釀酒微生物、發酵微生物等;

   植物內生菌等

五、常見問題解答

  1. 宏基因組測序對于樣品有什么要求?

1)對于基因組DNA樣品,一般要求OD260/280在1.8-2.0之間,OD260/230大于1.0,濃度>30ng/μl,總量>5μg,質檢結果顯示基因組DNA完整無降解。

2)對于PCR產物,需經電泳割膠回收,要求產物濃度>10ng/μl,總量>150ng,OD260/280在1.8-2.0之間。

   2. 一般需要多少數據量?

對于不同的環境樣品,因其物種組成和豐度的不同,所需的數據量也有較大差異,一般而言,對于全基因組測序需要3G左右的數據量,對于16S rRNA基因可變區測序一般需要8M reads的數據量。

3. 實驗周期有多長?

 從收到樣品到文庫制備再到高通量測序,一般控制在20個工作日內完成,基本生物信息學分析一般能在30個工作日內完成,中高級生物信息內容一般60個工作日完成。

六、相關文獻

1. Elizabeth M Ross, Peter J Moate, Carolyn R Bath,et al. High throughput whole rumen metagenome profiling using untargeted massively parallel sequencing. BMC Genetics, 2012, 13: 53-66.

2. Zhu LF,Wu Q, Dai JY, et al, Evidence of cellulose metabolism by the giant panda gut microbiome. PNAS, 2011, 108(43): 17714-17719. 3. Qin JJ, Li YR, Cai SH, et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature, 2012, 490: 55-60. 4. Qin JJ, Li RQ, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, 2010, 464: 59-67.

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