微生物多样性/扩增子测序

技术简介

微生物扩增子测序主要通过直接扩增环境总 DNA 的特定区域，绕过微生物培养瓶颈，高效评估多样品环境微生物分布、丰度变化和群落组成情况。随着高通量测序技术的不断发展，微生物扩增子测序技术已成为环境微生物群落比较和差异分析的主流研究手段之一。

针对不同研究需求，一般选择扩增 16S 高变区来区分环境样品的细菌和古菌群落，ITS 区域扩增用以评估真菌群落，原生动物等为主的真核微生物群落研究可通过 18S 高变区测序来实现 。此外，也可通过特定的功能基因测序等来揭示特定功能相关的环境微生物群落分布。

奥维森基因拥有标准的实验流程，经验丰富的生产研发人员、专业的信息分析团队、领跑国际的交付周期和优质的客户服务，结合专注环境微生物研究的 Illumina MiSeq 测序技术，始终为微生物群落研究提供优质和高效的测序服务。

技术路线

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技术参数

案例分析

案例一 、儿童换牙期乳牙和恒牙龈上菌斑群落分布研究^[1]

随年龄增长，人的口腔微生物不断变化，而换牙期是口腔微生物研究的一个非常有意义的节点。

本研究应用奥维森专业环境微生物群落分析流程，成功揭示了儿童换牙期乳牙和恒牙齿际微生物多样性分布情况，同时，核心微生物组的确定也为随年龄增长口腔自身微生物发展趋势提供了更多的研究可能。

研究中，通过对 20 例换牙期儿童不同牙齿部位龈上菌斑进行 MiSeq 测序，每个样品平均得到 18,05 条高质量序列，经物种注释分析后发现变形菌、厚壁菌等五个主要门类是该菌群最为重要的组成成分。进一步分析发现，一半以上的低丰度物种在不同部位间丰度差异显著，超 20% 的 OTUs 只发现于恒牙和乳牙，不同部位的群落分布差异主要体现在恒牙中放线菌的富集和乳牙中密螺旋体的富集。

图1. 乳牙和恒牙的微生物群落分布比较

案例二 、高通量测序技术揭示水稻根系微生物的多样性^[2]

植物根系和微生物的互利共生现象与植物营养利用、生长发展和疾病控制等息息相关。本研究通过对温室和大田培育的水稻根部不同区域细菌和古菌微生物群落研究，揭示了水稻根系群落微生物与甲烷循环和碳循环之间的网络关系，同时，水稻根微生物组群落门水平分布的相似性也提示了本研究对陆生植物群落研究的指导意义。

通过对根内、根表和根际 16SV45 区进行 MiSeq 测序，发现温室条件下水稻根系微生物的组成主要受土壤类型和品种影响，而在大田条件下，地理位置、栽培条件以及品种更多的影响了微生物的多样性分布。研究中发现大量参与甲烷循环相关的微生物，这些微生物多半缺乏分类信息，本研究通过相关 OTUs 的网络分析对该群落经验数据予以补充和概括，并能有助于识别相关联的标志性微生物。

图2. OTUs 丰度网络分析揭示甲烷循环相关微生物分布情况

参考文献

[1]. Shi W, Qin M, Chen F, et al. Supragingival Microbial Profiles of Permanent and Deciduous Teeth in Children with Mixed Dentition. PloS one, 2016, 11(1): e0146938.
[2]. Edwards J, Johnson C,  et al. Structure, variation, and assembly of the root-associated microbiomes of rice. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112(8): E911-E920.