微生物(wù)基因組測序

微生物(wù)基因組測序

1、 微生物(wù)基因組測序服務包括:

         1、細菌基因組測序

         2、真菌基因組測序

         3、小基因組測序

         4、16S/18S/ITS擴增子測序

         5、宏基因組測序

注釋16S rRNA基因測序: 16S rRNA基因爲編碼原核生物(wù)核糖體小亞基rRNA的(de)DNA序列,主要進行細菌或古菌的(de)多(duō)樣性分(fēn)析。

  1.       18S rRNA基因測序: 18S rDNA爲編碼真核生物(wù)核糖體小亞基rRNA的(de)DNA序列,反映樣品中真核生物(wù)之間的(de)種類差異。

  2.        ITS測序: 該類測序主要對(duì)環境微生物(wù)中的(de)真菌多(duō)樣性進行分(fēn)析。

  3.        功能基因測序:根據客戶的(de)需求,對(duì)碳循環、氮循環等過程中起重要作用(yòng)的(de)功能基因進行測序。

  4.         宏基因組:指特定環境中全部微生物(wù)遺傳物(wù)質的(de)總和(hé)。

2、微生物(wù)基因組測序意義

      微生物(wù)基因組測序是研究微生物(wù)的(de)基因組及其相關功能的(de)重要技術之一,可(kě)以揭示微生物(wù)的(de)遺傳和(hé)進化(huà)信息,以及其相關的(de)代謝網絡等功能。它不僅可(kě)用(yòng)于研究抗性機制和(hé)耐藥性的(de)演化(huà),而且還(hái)可(kě)以爲資源開發,比如利用(yòng)微生物(wù)生産活性物(wù)質,開發新的(de)藥物(wù)和(hé)生物(wù)材料,以及發現新的(de)基因加工技術等,提供了(le)重要指導。

       微生物(wù)全基因組測序是一種繪制新穎生物(wù)的(de)基因組、完成已知生物(wù)的(de)基因組或比較多(duō)個(gè)樣品基因組的(de)重要工具。測序整個(gè)基因組對(duì)生成準确的(de)參考基因組很重要,适用(yòng)于微生物(wù)鑒定及其他(tā)比較基因組研究。

       優勢:與毛細管電泳測序或PCR方法不同,新一代測序 (NGS) 讓微生物(wù)學研究人(rén)員(yuán)能夠享受到多(duō)重分(fēn)析的(de)力量,對(duì)數百種生物(wù)進行測序。與傳統方法不同,NGS不依賴勞動密集的(de)克隆步驟,節省時(shí)間,并簡化(huà)流程。NGS能夠鑒定低頻(pín)率的(de)變異和(hé)基因組重排,它們可(kě)能被其他(tā)方法錯過,或鑒定過程太過昂貴。

      随著(zhe)第二代高(gāo)通(tōng)量測序技術的(de)迅猛發展,全基因組測序已經成爲細菌基因組研究不可(kě)或缺的(de)重要工具。第二代高(gāo)通(tōng)量測序技術大(dà)大(dà)降低了(le)細菌基因組研究的(de)成本,縮短了(le)研究周期,爲越來(lái)越多(duō)的(de)科研人(rén)員(yuán)提供了(le)便利。

3、微生物(wù)基因組測序的(de)流程

       微生物(wù)基因組測序策略一般可(kě)分(fēn)爲三個(gè)步驟,構建微生物(wù)基因組庫 (Library)、獲取基因組數據、分(fēn)析基因組數據。

       構建微生物(wù)基因組庫,包括有 DNA 提取、 PCR 擴增、克隆和(hé)測序準備等步驟。DNA 提取是提取樣品中的(de) DNA,一般采用(yòng)蛋白酶消化(huà)法和(hé)脫氧核糖核酸提取法;PCR 擴增是将微量的(de) DNA 增大(dà)數倍,使基因組測序更加簡單。克隆是把 DNA 分(fēn)子複制到另一個(gè)載體上将生物(wù)大(dà)分(fēn)子轉化(huà)爲容易操作的(de) DNA,而測序準備是将微生物(wù)基因組庫複制到一個(gè)名爲亞穩定态的(de)狀态,可(kě)以放置在微生物(wù)基因組測序儀上進行測序。

       獲取基因組數據,典型采用(yòng)的(de)測序技術有 Sanger 測序、基于大(dà)堿基的(de)測序、鏈狀互補性聚合酶鏈式反應 (CDNA) 測序等。Sanger 測序是最常用(yòng)的(de)測序方法,通(tōng)過使用(yòng) DNA 聚合酶、dNTPs 和(hé)标記的(de) ddNTPs 等試劑,将微生物(wù)基因組庫分(fēn)解成子片段,然後通(tōng)過自動測序儀進行測序:基于大(dà)堿基的(de)測序是一種特斯拉測序,采用(yòng)苯乙酮和(hé)空氣作爲氧化(huà)劑,以及酶分(fēn)析裝置完成測序;CDNA 測序采用(yòng)基因表達工程技術,首先從 RNA 中分(fēn)離和(hé)複制部分(fēn)基因,然後以大(dà)堿基技術對(duì)其進行測序,最終形成基因組圖譜。

      分(fēn)析基因組數據,一般包括基因預測、功能注釋和(hé)遺傳變異分(fēn)析等。基因預測的(de)核心是基因分(fēn)類技術,用(yòng)于掃描測序結果中的(de)基因:功能注釋可(kě)以根據已知的(de)基因功能,将基因組中的(de)基因與具有确定功能的(de)基因進行比較,以獲取基因的(de)功能:遺傳變異分(fēn)析則可(kě)以利用(yòng)基因組測序數據分(fēn)析微生物(wù)的(de)進化(huà)變異,并研究其耐藥性及其他(tā)特性。

4、我們是您的(de)最優選

       首先,我們根據客戶需求提供框架圖、精細圖和(hé)完成圖。其中完成圖采用(yòng)第三代單分(fēn)子測序(PacBio)和(hé)第二代高(gāo)通(tōng)量測序結果進行拼接和(hé)組裝;精細圖根據第二代高(gāo)通(tōng)量測序的(de)結果進行拼接和(hé)組裝。重測序結果可(kě)進行功能基因分(fēn)析(如耐藥基因分(fēn)析)、進化(huà)分(fēn)析、毒力分(fēn)析等,爲後續的(de)功能研究提供理(lǐ)論基礎。

       總之,微生物(wù)基因組測序的(de)策略依賴有效的(de)組合,隻有利用(yòng)有效的(de)技術手段,才能取得(de)理(lǐ)想的(de)效果。此外,基因組測序技術也(yě)将在更多(duō)的(de)領域中發揮作用(yòng),例如人(rén)類基因組研究、植物(wù)基因組測序、動物(wù)基因組測序等,未來(lái)有望取得(de)更大(dà)的(de)發展。

       我們一定利用(yòng)最有效且最優的(de)組合爲您提供絕佳的(de)服務。  

5、您的(de)問題我來(lái)答(dá)

1. 微生物(wù)多(duō)樣性是否能鑒定到菌株的(de)種或者屬?測全長(cháng)和(hé)擴增子有什(shén)麽區(qū)别?

       一般做(zuò)二代測序(即擴增子測序)可(kě)以鑒定到屬,三代一般是測菌的(de)全長(cháng),信息量更多(duō)一些,有一些種屬可(kě)以精确到種的(de)信息,但是個(gè)别親緣關系很近的(de),不一定能鑒别開。

      真菌、細菌、古菌全長(cháng)引物(wù)包含區(qū)段引物(wù)序列(V3V4,IT1區(qū)等),全長(cháng)可(kě)以更準确的(de)物(wù)種分(fēn)類,更多(duō)的(de)物(wù)種鑒定,能精确定位“種”水(shuǐ)平。                

      全長(cháng)測序使用(yòng)三代測序平台。基于PacBio 測序平台測序,相比較二代測序隻選擇 1-2 個(gè)高(gāo)變區(qū)進行測序,三代可(kě)以獲得(de)全長(cháng)的(de)序列,更多(duō)變異區(qū)信息可(kě)以提高(gāo)物(wù)種鑒定的(de)分(fēn)辨率,還(hái)可(kě)以提高(gāo)對(duì)于群落組成的(de)鑒定的(de)精度,更加真實的(de)還(hái)原樣本中微生物(wù)群落結構。

2. 16s擴增子測序和(hé)宏基因組的(de)區(qū)别?

     ①普通(tōng)16S擴增子測序: 一般是通(tōng)過對(duì)16S的(de)V3或V4區(qū)(大(dà)概200-300bp)PCR擴增建庫後,進行高(gāo)通(tōng)量測序,選擇這(zhè)兩個(gè)區(qū)域的(de)原因是可(kě)檢測的(de)物(wù)種多(duō)樣性更豐富,并且可(kě)重複性強,二代測序的(de)讀長(cháng)可(kě)達到500bp,檢測結果無需拼接。缺點是由于序列長(cháng)度有限,對(duì)樣品的(de)鑒定一般隻能精确到屬。

      ②16S全長(cháng)擴增子測序:16S rDNA的(de)全長(cháng)大(dà)約爲1500bp,通(tōng)常來(lái)說足夠鑒定到種,其實現有兩種方法:其一是通(tōng)過二代測序,不同于V3V4區(qū)測序,16S全長(cháng)超過了(le)二代測序的(de)有效讀長(cháng),因此需要對(duì)結果進行拼接,此外,必須提高(gāo)16S全長(cháng)序列的(de)質量,測序結果才能精确,因此對(duì)技術人(rén)員(yuán)的(de)操作要求也(yě)較高(gāo);其二是通(tōng)過三代測序,它的(de)優勢是擁有超長(cháng)的(de)讀長(cháng),16S全長(cháng)測序結果無需拼接,其缺點就是錯誤率高(gāo),通(tōng)量低,成本昂貴。

      ③宏基因組測序:是對(duì)樣本中全部基因進行測序注釋,能鑒定微生物(wù)到種水(shuǐ)平甚至菌株水(shuǐ)平,宏基因組測序在16S測序分(fēn)析的(de)基礎上還(hái)可(kě)以解釋環境樣本中的(de)功能組成及代謝通(tōng)路等信息,主要用(yòng)于深入挖掘環境樣本功能層面的(de)信息。它的(de)技術原理(lǐ)是将微生物(wù)基因組DNA随機打斷成較小片段,然後在片段兩端加入通(tōng)用(yòng)引物(wù)進行PCR擴增測序,再通(tōng)過組裝的(de)方式,将小片段拼接成較長(cháng)的(de)序列,由于宏基因組測序結果數據量巨大(dà),耗時(shí)更長(cháng),操作流程也(yě)更複雜(zá),因此收費也(yě)更高(gāo)。



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