宏基因组学介绍1119

Cloning and sequencing ——Sanger Or PCR products direct sequencing ——（NGS）
Select interesting Fosmid clone fosmid clone Shotgun sequencing
Sequence assembly and annotation
High throughput sequencing by NGS Or Microarray hybridization
Sequence analyses （BLAST, phylogenetics, Diversity assessment）
Sequencing by Sanger Sequencing by NGS Primer walking 454, Solexa
Metagenome Structure
Metatranscriptome analyses to determine community gene activity
Sequence assembly and analyses （Species and Function ）
Metagenomics
Metatranscriptomics
Sequencing by Sanger Sequencing by NGS Primer walking 454, Solexa
Metagenome Structure
Metatranscriptome analyses to determine community gene activity
Sequence assembly and analyses （Species and Function ）
宏基因组
>99%
优势： 通量大、产出数据多、更为高效。 能够获得环境物种组成和丰度信息。 进行功能基因分析，比较样品间基因差异，研究物种间的代谢网络。 深度挖掘具有应用价值的基因资源，研究和开发新的微生物活性物质。
背景介绍

通过对环境样品中的全基因组DNA进行高通量测序，获得单个样品 的饱和数据量，进行微生物群落结构多样性，微生物群体基因组成 及功能，特定环境相关的代谢通路等分析，从而进一步发掘和研究 具有应用价值的基因及环境中微生物群落内部、微生物与环境间的 相互关系。构建的环境微生物基因集，可为环境中微生物的研究、 开发和利用提供基因资源库。
Sequence assembly and annotation
High throughput sequencing by NGS Or Microarray hybridization
Sequence analyses （BLAST, phylogenetics, Diversity assessment）
Metagenome Structure
Metatranscriptome analyses to determine community gene activity
Sequence assembly and analyses （Species and Function ）
Metagenomics
Metatranscriptomics
DNA extraction
Genome-sequencing and annotation
RNA extraction
Amplify a single gene from Total DNA Eg: SSU rRNA (16S rRNA)、ITS
Fosmid (BAC) Library
High throughput sequencing of total DNA by NGS
Reverse transcription to obtain cDNA
Cloning and sequencing ——Sanger Or PCR products direct sequencing ——（NGS）
Select interesting Fosmid clone fosmid clone Shotgun sequencing
1.整体流程
2.标准分析内容 原始数据处理 序列拼接
基因组组分
基因表达 基因功能注释
差异表达分析（样本数≥2）
个性化分析
完整的生物学研究思路
全方位研究思路，为您提供从项目设计、项目执行、科学问题解决，到数据挖掘，实验验证
等完整的科学问题研究思路。
项目完成后，免费为您提供相关领域微生物的研究现状及后期资料深入挖掘研究的切入点。
应用领域
环境微生物多样性 基因挖掘 工程菌的改造 疾病关联分析 开拓天然产物新资源 新型生物催化剂的开发
提纲
1、背景介绍 2、产品介绍 3、案例分享

宏基因组学研究思路
Microflora Sample
Total DNA
Total RNA
Protein
16S/18S/ITS
Байду номын сангаас
方案设计
方案执行 （样本采集指导、样本制备、建 库测序、信息分析、个性化服务 如数据挖掘、数据库搭建，平台 搭建，webinar分享等）
信息分析学习交流
成果转化（合作文章等）
宏基因组学研究
Microbial Community
Single cell isolation
Whole genome amplification
Cloning and sequencing ——Sanger Or PCR products direct sequencing ——（NGS）
Select interesting Fosmid clone fosmid clone Shotgun sequencing
Sequence assembly and annotation
样本复杂度分析 α/β 多样性分析，PCoA，热图，聚类分析。。。
定制化分析
宏基因组学研究
Microbial Community
Single cell isolation
Whole genome amplification
DNA extraction
Genome-sequencing and annotation
Amplify a single gene from Total DNA Eg: SSU rRNA (16S rRNA)、ITS
Fosmid (BAC) Library
High throughput sequencing of total DNA by NGS
Reverse transcription to obtain cDNA
宏基因组学研究

标准生物信息分析
宏基因组学研究
Microbial Community
Single cell isolation
Whole genome amplification
DNA extraction
Genome-sequencing and annotation
RNA extraction
High throughput sequencing by NGS Or Microarray hybridization
Sequence analyses （BLAST, phylogenetics, Diversity assessment）
Sequencing by Sanger Sequencing by NGS Primer walking 454, Solexa
宏基因组学介绍
刘永锋 2015-11-19
提纲
1、背景介绍 2、产品介绍 3、案例分享
提纲
1、背景介绍 2、产品介绍 3、案例分享
背景介绍
宏基因组学(Metagenomics)是将环境样品中的微生物群落作为整体进行研究的学科。 利用分子生物学研究方法绕过纯培养技术来研究微生物的多样性及功能。
传统方法
RNA extraction
Amplify a single gene from Total DNA Eg: SSU rRNA (16S rRNA)、ITS
Fosmid (BAC) Library
High throughput sequencing of total DNA by NGS
Reverse transcription to obtain cDNA
1. 3 phyla and 22 genera变化， Lactobacillus and Enterococcus显著 减少，Actinobacteria, 1. 5只野生蓝莓喂养 4只对照SD 2. 肠道定植微生物组成 以及肠道健康的影响 3. metagenome测序、ORF组 装，注释 物种分析门、纲、目、科、 属、种 KEGG Pathway分析 Actinomycetales, genera Bifidobacteriaceae and Coriobacteriaceae增加 2. xenobiotics biodegradation and metabolism显著富集，bacterial invasion of epithelial cells只有不到 1/8.
土壤环境微生物 水体环境微生物
定制化的研究内容
根据您不同的需求，case by case，与您一起探讨个性化的分析内容，为您打造特色 的研究结果。
人性化的优质服务
数据交付6个月内，免费为您提供咨询及技术支持服务；数据至少保留一个月。
提纲
1、背景介绍 2、产品介绍 3、案例分享
蓝莓干预大鼠肠道微生物: Metagenome
Metagenomics
Metatranscriptomics
16S/18S/ITS
16S 分析：研究细菌/古菌群落多样性 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）。
1 bp
~410bp， V4 V5 ~600bp，V3 V5 ~500bp， V1 V3
V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9
1542 bp
150PE
250PE
100PE
Read 1
Read 2
16S/18S/ITS
18S/ITS 分析：研究真菌群落多样性
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不参与成熟核糖体的组成，属于中度保守的区域，利用它可研究种及种以 下的分类阶元。
Metaproteome • Protein identification • Quantitative proteomics • Targeted Proteomics • Modification proteomics
• Species Composition and Abundance • Sample Complexity
16S/18S/ITS
MiSeq
MiSeq-目前微生物多样性研究的主流平台 • 多种测序策略可满足不同测序区域的需求-2*150/2*250/2*300 bp • 数据通量大-最高可达22 M raw reads/run • 可Pooling更多样本 • 性价比高
16S/18S/ITS
物种组成和丰度 物种profiling，PCA，韦恩图，热图。。。 16S-RDP 18S-SILVA ITS-UNITE
•
Metagenomics
• Species Composition and Abundance • Genome Components • Function Annotation
Metatranscriptomics
• Genome Components • Gene Expression • Species Annotation • Functional annotations • Difference of Gene Expression
approx. 300-500 bp
approx. 350-600 bp
Lindahl BD, et al. Fungal community analysis by high-throughput sequencing of amplified markers-a user's guide. New Phytol. 2013 Jul;199(1):288-99.
群落类别 推荐研究方法及关注热点
宿主肠道微生物
比较不同生活环境、饮食习惯和喂养方式的样品之间物种、基因组成 和功能、代谢通路的差异性，病原菌和益生菌的种类和丰度；粘附因 子；毒力因子；毒素-分泌系统；转运系统；代谢通路的差异等。
产纤维素酶、氧化酶、促生菌、病原菌以及相关的基因等。 光合作用、碳氮循环相关的基因、代谢通路等。