产品介绍
16S rDNA是细菌分类学研究中最常用的“分子钟”,其序列包含9个可变区(Variable region)和10个保守区(constant region)。可变区因细菌而异,且变异程度与细菌的系统发育密切相关。通过检测16S rDNA的序列变异和丰度,可以了解环境样品中群落多样性信息。基于16S rDNA的分析在微生物分类鉴定、微生态研究等方面起到重要作用。
18S rDNA或ITS(Internal Transcribed Spacer)被广泛应用在真菌分类鉴定中。18S rDNA在系统发育研究中较适用于种级以上阶元的分类;ITS属于中度保守区域,利用它可研究种及种以下的分类阶元。
研究内容
16S/18S/ITS扩增子测序即通过提取环境样品的DNA,选择合适的通用引物扩增16S/18S/ITS的某一或某几个区,使用Illumina测序将目的区域正反向读通,通过检测目的区域的序列变异和丰度,对环境样本物种分类及,丰度,种群结构,系统进化,群落比较等方面信息进行分析的研究方法。
产品优势
策略多样:不同来源样本采用不同提取方法和建库测序策略,满足多种环境研究需求。
平台多样:DNBSEQ/PacBio等多种平台可供选择,可满足16S/18S/ITS不同高变区域或全长测序的需求。
经验丰富:已测序样品类型涉及粪便、土壤、水体、唾液、牙菌斑、体腔、胃液、白带、空气、血液、皮屑等。
分析自动化:自动化分析平台,可多次提交不同的信息分析方案,客户可以主导信息分析过程。
售前、售后服务:提供结题报告解读视频及其他个性化售前售后服务。
样本需求量低:华大基因16S产品推荐DNA样本量50 ng以上;对于样本获取困难的样本,只要样本量高于0ng也有可能建库成功。
数据交付指标高:华大科技对16S产品承诺交付clean tags(用于后续OTU/物种分析的有效数据量),承诺100%满足合同数据量。常见的16S数据交付指标有raw reads、clean reads、raw tags,clean tags等,受数据质量和目标区域长度的影响,一般的数据利用率(clean reads/raw reads)和拼接率(clean tags/clean reads)会在50%~100%之间波动。
医学领域:人体微生物与人体健康/疾病的关系,人体微生物对疾病干预过程的影响;
动物领域:肠道、瘤胃(如产甲烷菌类群)与动物健康/营养消化研究等;
农业领域:根际微生物与植物互作、农业耕作/施肥处理与土壤微生物群落等;
环境领域:雾霾处理、污水治理、石油降解、酸性矿水处理及海洋环境等;
特殊极端环境:极端环境条件下的微生物类群研究,如冰川、火山等。
取质量合格的基因组DNA样品30 ng及对应的融合引物配置PCR反应体系,设置对应的PCR反应参数进行PCR扩增,对PCR扩增产物进行纯化,完成建库。使用Agilent 2100 Bioanalyzer对文库的片段范围及浓度进行检测。检测合格的文库在华大自主的DNBSEQ平台上进行测序。下机数据经过数据过滤,滤除低质量的reads,剩余高质量的Clean data方可用于后期分析;通过reads之间的Overlap关系将reads拼接成Tags;在给定的相似度下将Tags聚成OTU,然后通过OTU与数据库比对,对OTU进行物种注释;基于OTU和物种注释结果进行样品物种复杂度分析以及组间物种差异分析。
16S/18S/ITS扩增子建库推荐融合引物建库方法,即提前合成融合了目标序列引物和上机接头、index等序列的引物,通过一步PCR扩增直接完成建库。主要步骤如下:
样品检测:使用Qubit对样品浓度进行精确定量,检测合格的样品进行文库构建。
PCR体系构建:取30 ng DNA样品及融合引物配置PCR反应体系。
PCR扩增:设置PCR反应参数进行PCR扩增。
产物纯化:使用磁珠进行纯化,文库构建完成。
文库质量检测:文库检测使用Agilent 2100 Bioanalyzer检测文库的片段范围及浓度。
上机测序:文库检测合格,上机测序
| 扩增区域 | 引物名称 | 引物对 | |
| 细菌 | V4 | 515F | GTGCCAGCMGCCGCGGTAA |
| 806R | GGACTACHVGGGTWTCTAAT | ||
| V1-V3 | 8F | AGAGTTTGATYMTGGCTCAG | |
| 518R | ATTACCGCGGCTGCTGG | ||
| V3-V4 | 338F | ACTCCTACGGGAGGCAGCAG | |
| 806R | GGACTACHVGGGTWTCTAAT | ||
| V4-V5 | 515F | GTGCCAGCMGCCGCGG | |
| 909R | CCGTCAATTCMTTTRAGT | ||
| 真菌 | ITS1 | its1 | CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA |
| its2 | GCTGCGTTCTTCATCGATGC | ||
| ITS2 | its3 | GCATCGATGAAGAACGCAGC | |
| its4 | TCCTCCGCTTATTGATATGC |
*注:只有两端完全测通的Reads (Tags)才能用于进一步的分析,目前短读长测序最长测序读长为PE300,片段范围在530以上的建议选择长读长测序来做。
下机数据经过数据过滤,滤除低质量的reads,剩余高质量的Clean data方可用于后期分析;通过reads之间的Overlap关系将reads拼接成Tags;在给定的相似度下将Tags聚成OTU,然后通过OTU与数据库比对,对OTU进行物种注释;基于OTU和物种注释结果进行样品物种复杂度分析以及组间物种差异分析。
分析模块 | 信息分析条款 |
| 数据处理 | 数据过滤 |
| Reads拼接 | |
| OTU聚类及分析 | OTU统计 |
| OTU venn图分析 | |
| Core-Pan OTU分析 | |
| OTU PCA分析 | |
| OTU NMDS分析 | |
| 物种累计曲线分析 | |
| OTU PLS-DA分析 | |
| OTU Rank曲线 | |
| 物种分类 | 物种丰度柱状图(多方案展示) |
| 物种丰度热图(多方案) | |
| 物种系统发育进化分析 | |
| GraPhlAn物种组成图 | |
| 物种PCA分析(样本≥ 3) | |
| 菌群分型分析样本(肠道样本) | |
| 单个样品多样性分析(alpha多样性) | Alpha多样性统计表(包括observed species指数(sobs)、chao1指数、ace指数、shannon指数和simpson指数) |
| Alpha多样性稀释曲线(多方案) | |
| Alpha多样性盒形图 | |
| 样品间多样性比较分析(beta多样性) | Beta多样性热图(Bray-Curtis,weighted UniFrac,unweighted UniFrac) |
| 样品聚类树 | |
| PCoA | |
| UPGMA 聚类树与丰度组合图 | |
| Beta多样性指数组间差异分析(分组≥2,每组样本数≥3) | |
| 物种差异分析(分组≥2,每组样本数≥3) | LEfSe分析 |
| Wilcox Test | |
| Kruskal Test | |
| 相似性分析检验分析(Analysis of similarity,ANOSIM) | |
| PERMANOVA/Adonis分析(如关注物种与表型的关联需提供表型信息,否则默认分析物种与分组关联) | |
| 关键物种差异比较柱状图 | |
| 功能分析 | KEGG功能预测 |
| KEGG对应酶的编号及通路图 | |
| COG功能预测 | |
| 功能差异分析(Wilcox Test、STAMP) | |
| 关联分析与模型预测(个性化分析) | CCA/RDA分析(需提供详细的环境因子数据) |
| Spearman相关系数分析(需提供表型信息) | |
| 物种间相关系数网络图分析 | |
| 随机森林--ROC曲线(分组=2,每组样本数≥30) | |
| SourceTracker(需要提供样本来源信息) |