多种测序技术在药品检测环境微生物鉴定分析中的应用研究_郑小玲
微生物鉴定技术的研究与应用
微生物鉴定技术的研究与应用微生物是存在于环境中的一种生物,它们具有微小的体积、短得不能被肉眼观察的生命历程,但又是生态系统中不可或缺的组成部分。
微生物鉴定技术是通过一定的实验手段,对微生物进行种属鉴定和分类的一种技术。
它不仅是微生物学研究领域的重要组成部分,同时也被广泛应用于食品、医药、环保等多个领域。
微生物鉴定技术的研究在微生物鉴定技术的研究方面,核酸鉴定技术是当前的研究热点。
人们利用PCR技术对微生物种类进行鉴定和分类,从而得到更准确的种属信息。
PCR技术可以直接从微生物中提取DNA进行扩增,将扩增的产物进行测序,基于测序结果进行物种鉴定和分类。
此外,蛋白质组学也是微生物鉴定技术的主要研究方法之一。
通过质谱分析等手段,人们可以对微生物中的蛋白质进行鉴定与分类,为微生物研究提供了新的思路和方法。
另外,随着人们对微生物的深入研究,人们发现微生物种群结构对生态环境的影响非常显著。
为了研究微生物种群结构,人们沿用传统环境学方法,通过培养分离、形态学观察等手段,对微生物进行研究。
随着分子生物学技术的发展,人们将DNA芯片应用于微生物研究,大大提高了微生物分析的效率和准确率。
同时,人们也逐渐深入研究微生物间的交流和互作关系,发现微生物之间存在协同作用和“竞争”关系,这为微生物的资源利用和生态调控提供了新的解决思路和方法。
微生物鉴定技术的应用微生物鉴定技术的应用非常广泛,其中医药和食品工业是其中最为典型的领域。
在医药领域,微生物鉴定技术被广泛应用于细菌分离、组分分析、药物筛选等方面,有助于开发新型药物。
同时,微生物分类学还可以为感染性疾病的诊断和治疗提供更准确的依据。
此外,微生物鉴定技术在微生物药物研究、疫苗设计以及基因工程等方面也起到了重要作用。
在食品工业方面,微生物鉴定技术被广泛用于食品安全检测和质量控制。
食品中存在大量的微生物,其中一些可引起食品腐败和污染。
因此,食品生产企业需要对食品中的微生物进行检测,确保食品的安全性和质量。
微生物群落多样性测序与功能分析报告
微生物群落多样性测序与功能分析微生物群落测序是指对微生物群体进行高通量测序,通过分析测序序列的构成分析特定环境中微生物群体的构成情况或基因的组成以及功能。
借助不同环境下微生物群落的构成差异分析我们可以分析微生物与环境因素或宿主之间的关系,寻找标志性菌群或特定功能的基因。
对微生物群落进行测序包括两类,一类是通过16s rDNA,18s rDNA,ITS区域进行扩增测序分析微生物的群体构成和多样性;还有一类是宏基因组测序,是不经过分离培养微生物,而对所有微生物DNA进行测序,从而分析微生物群落构成,基因构成,挖掘有应用价值的基因资源。
以16s rDNA扩增进行测序分析主要用于微生物群落多样性和构成的分析,目前的生物信息学分析也可以基于16s rDNA的测序对微生物群落的基因构成和代谢途径进行预测分析,大大拓展了我们对于环境微生物的微生态认知。
目前我们根据16s的测序数据可以将微生物群落分类到种(species)(一般只能对部分菌进行种的鉴定),甚至对亚种级别进行分析,几个概念:16S rDNA(或16S rRNA):16S rRNA基因是编码原核生物核糖体小亚基的基因,长度约为1542bp,其分子大小适中,突变率小,是细菌系统分类学研究中最常用和最有用的标志。
16S rRNA基因序列包括9个可变区和10个保守区,保守区序列反映了物种间的亲缘关系,而可变区序列则能体现物种间的差异。
16S rRNA基因测序以细菌16S rRNA基因测序为主,核心是研究样品中的物种分类、物种丰度以及系统进化。
OTU:operational taxonomic units (OTUs)在微生物的免培养分析中经常用到,通过提取样品的总基因组DNA,利用16S rRNA或ITS的通用引物进行PCR扩增,通过测序以后就可以分析样品中的微生物多样性,那怎么区分这些不同的序列呢,这个时候就需要引入operational taxonomic units,一般情况下,如果序列之间,比如不同的16S rRNA序列的相似性高于97%就可以把它定义为一个OTU,每个OTU对应于一个不同的16S rRNA序列,也就是每个OTU对应于一个不同的细菌(微生物)种。
基于新一代测序技术的微生物多样性分析
基于新一代测序技术的微生物多样性分析随着新一代测序技术的发展,微生物多样性分析已成为当今热门的研究领域之一。
这种技术能够快速、精准地分析出各种微生物的类型、数量、分布及其功能,从而窥探微生物在环境、人类健康等方面的作用。
本文将以基于新一代测序技术的微生物多样性分析为主题,探讨该技术应用的原理、发展以及前景。
一、新一代测序技术应用于微生物多样性分析的原理传统的微生物多样性分析方法主要是通过培养和分离微生物,然后进行形态学和生理学特征分析,从而确定微生物的种类和数量。
这种方法非常耗时、效率低、无法检测无法培养的微生物等不足之处。
而新一代测序技术不需要对微生物进行培养,而是直接对微生物DNA序列进行高通量测序,获取大量序列数据。
然后通过计算机软件处理这些序列数据,进行比对、聚类、分类和功能预测等操作,最终获得微生物的多样性信息。
具体来说,新一代测序技术主要包括Illumina、454、IonTorrent和PacBio等技术平台。
其中最常用的是Illumina技术平台,它采用二代测序技术,能够快速、准确地测序大量DNA序列。
在微生物多样性分析中,通过构建不同类型的文库(如16S rRNA、18S rRNA和ITS等),将微生物DNA片段进行扩增,然后将文库测序。
再通过不同的软件分析,如Qiime、Mothur、RDP和MG-RAST等,可以得到微生物的分类信息、群落结构、功能潜力等数据。
二、新一代测序技术应用于微生物多样性分析的发展自从新一代测序技术问世以来,微生物多样性分析得到了极大的提升。
与传统方法相比,新一代测序技术具有更高的灵敏度、精准度和可重复性,可以检测到更广泛的微生物种类,同时也能更好地描述微生物的群落结构和生态功能。
这种技术的出现已经彻底改变了微生物学的研究方法和技术手段。
在微生物多样性分析中,新一代测序技术已经被广泛应用。
它能够有效地应用于环境微生物多样性研究、人体微生物群落分析、动植物肠道微生物菌群分析、食品安全微生物检测等领域。
提升药品检验检测能力的措施
提升药品检验检测能力的措施摘要:近些年来,随着人们安全意识的提升,对药品需求量也逐渐提升。
而药品质量直接影响人们的身体健康,在这种情况下,食品药品检验中心不断加强基础设施建设,全面提升药品检验检测能力。
因此,本文主要提出药品检验检测能力提升的意义,分析目前药品检验检测中存在的问题,探究提升药品检验检测能力的措施。
关键词:药品检验检测;能力提升;措施引言药品质量和安全是现阶段民生发展中的一大问题,直接关系到人们的身体健康和生命安全。
在一定程度上,提升药品检验检测能力,能够有效保证药品的安全性和质量,实现社会稳定和谐的发展。
针对药品安全问题,国家也制定了相对完善、明确的法律制度,主要是对药品生产、经营和应用的行为进行规范,避免出现药品安全问题。
因此,实施药品检验检测对保证药品安全具有重要意义,但是目前我国药品检验检测中存在水平低、覆盖面不够、检测效率低等问题,急需要改善,以提升药品检验检测能力,推动社会和谐稳定发展。
一、药品检验检测能力提升的意义第一,提升政府对药品安全监督管理的水平。
科学合理的实施药品监督和管理工作,能够确定药品安全状况是否符合标准,进而获取药品相关的关键信息,为政府实施药品检验监督管理工作以及药品安全保证提供参考。
第二,增强药品市场安全水平。
开展药品检验检测工作的主要原则在于科学性原则和可靠性原则,针对性的对市场中的药品进行抽样检验化验,检验结果可以将市场药品质量状况真实的呈现出来,还能检查出一些不符合安全标准的药品。
第三,有助于建设和谐社会。
通过提升检验检测能力,能够避免社会上出现不良药品,保护消费者的合法权益,才能推动社会良好发展。
药品检测以安全性为出发点,保证药品安全才能保证人民群众的身体安全,才能实现社会和谐发展。
二、目前药品检验检测中存在的问题从目前药品检验检测发展状况而言,在实施药品检验检测工作的过程中,存在一些的问题影响药品检验检测能力的提升。
第一,检测水平低。
现阶段社会发展越来越快,信息技术得到广泛的应用,但是依旧有一些药品检验检测机构中心缺乏足够的资金,未构建先进的检测系统,依旧采用以往的检测手段,技术落后的同时,检测人员综合素质也参差不齐,无法满足药品检验检测的要求。
二代测序在微生物领域的应用
宏基因组-技术参数
宏基因组-分析结果
微生物多样性
宏基因组-分析结果
微生物功能
转录组测序
转录组测序
原核转录组
研究原核生物在某个时期或在某种环境条件下 转录出来的所有mRNA。 由于原核生物mRNA没有polyA尾结构,需要去 除rRNA。
基因组测序-分析结果
圈图 进化树
基因组测序-分析结果
基因在不同菌株中的分布热图
基因组测序-分析结果
样本间变异位点与性状间的关联热图
扩增子测序
扩增子测序
扩增子测序:通过对特定长度的 PCR 产物进行测序分析,
针对土壤、水体、活性污泥、肠道等环境和混合菌群样本, 16S/18S/ITS 等基因扩增子测序是研究环境微生物多样性及群 落组成差异的重要技术手段之一。
产品 真菌重测序
测序平台 测序-真菌基因组
真菌多为二倍体或多倍体,以二倍体为例: 纯合二倍体对组装没有影响;杂合二倍体是一 种有性生殖和无性生殖共存的菌株,杂合率往 往较高,建议选择无性生殖阶段的单孢子进行 重测序。
基因组测序-分析结果
基因组测序-真菌基因组
真菌基因组
de novo
对真菌基因组进行从头组装的方法。基于组装结果,可 以预测真菌基因组中所包含的基因,并通过功能数据库比对 获得基因的功能信息。
产品 细菌框架图 测序0≥500 kb 复杂真菌 SN50≥300 kb
细菌精细图
PE150
*真菌复杂度主要取决于 GC含量、重复序列和杂合度; SN50: scaffold N50,将得 到的scaffold从长到短依次累加,当累加长度达到从长度的50%时,最后加入的一条 scaffold的长度。
新一代测序技术在鉴定微生物资源中的应用
新一代测序技术在鉴定微生物资源中的应用微生物是指肉眼看不见的微小生物体,包括细菌、真菌、病毒、原生动物等。
微生物在生态环境、食品加工、医学卫生等领域中都起着重要的作用,因此对微生物的研究和鉴定至关重要。
此时,测序技术就成为了不可或缺的工具。
在测序技术中,传统的Sanger测序已经被新一代测序技术所取代,新一代测序技术已经广泛应用于生物学领域,其中包括微生物资源的鉴定。
本文将介绍新一代测序技术在鉴定微生物资源中的应用。
1. 新一代测序技术简介新一代测序技术是近年来发展起来的一种高通量、高精度、高效率的DNA序列测定技术,主要包括Illumina、Ion Torrent、Oxford Nanopore等。
其优势主要体现在以下几个方面:(1)高通量。
相比传统Sanger测序仅能同时对单个样本进行测序,新一代测序技术能够同时对数以千计的样本进行测序,大大加快了测序速度。
(2)高精度。
新一代测序技术具有较高的准确性,测序错误率相对较低。
(3)高效率。
新一代测序技术不仅速度快,成本也相对较低,几乎所有生物实验室都可以进行测序。
2. 随着新一代测序技术的发展,它已经广泛应用于微生物资源的鉴定和研究中。
新一代测序技术优势主要体现在以下几个方面:(1)扩大鉴定范围。
传统鉴定方法对部分微生物无法鉴定,而新一代测序技术能够扩大鉴定范围,更准确地鉴定微生物。
(2)减少操作流程。
传统鉴定方法需要进行多次培养、分离、染色等操作,而新一代测序技术能够直接进行基因测序分析,减少了操作流程。
(3)提高鉴定准确率。
由于新一代测序技术的高准确性,能够有效地避免误判或漏判,提高鉴定准确率。
3. 新一代测序技术在微生物资源鉴定中的应用案例(1)土壤微生物群落分析。
通过对土壤中微生物群落进行测序分析,可以了解不同环境下微生物群落的组成和分布情况,更好地研究土壤微生物的生态功能和生物多样性。
(2)病原微生物检测。
通过新一代测序技术可以对疾病样本中的微生物进行检测和鉴定,从而快速准确地诊断疾病。
微生物群落多样性测序与功能分析(总结版)
微生物群落多样性测序与功能分析(总结版)微生物群落测序是指对微生物群体进行高通量测序,通过分析测序序列的构成分析特定环境中微生物群体的构成情况或基因的组成以及功能。
借助不同环境下微生物群落的构成差异分析我们可以分析微生物与环境因素或宿主之间的关系,寻找标志性菌群或特定功能的基因。
对微生物群落进行测序包括两类,一类是通过16s rDNA,18s rDNA,ITS区域进行扩增测序分析微生物的群体构成和多样性;还有一类是宏基因组测序,是不经过分离培养微生物,而对所有微生物DNA进行测序,从而分析微生物群落构成,基因构成,挖掘有应用价值的基因资源。
以16s rDNA扩增进行测序分析主要用于微生物群落多样性和构成的分析,目前的生物信息学分析也可以基于16s rDNA的测序对微生物群落的基因构成和代谢途径进行预测分析,大大拓展了我们对于环境微生物的微生态认知。
目前我们根据16s的测序数据可以将微生物群落分类到种(species)(一般只能对部分菌进行种的鉴定),甚至对亚种级别进行分析,几个概念:16S rDNA(或16S rRNA):16S rRNA 基因是编码原核生物核糖体小亚基的基因,长度约为1542bp,其分子大小适中,突变率小,是细菌系统分类学研究中最常用和最有用的标志。
16S rRNA基因序列包括9个可变区和10个保守区,保守区序列反映了物种间的亲缘关系,而可变区序列则能体现物种间的差异。
16S rRNA基因测序以细菌16S rRNA基因测序为主,核心是研究样品中的物种分类、物种丰度以及系统进化。
OTU:operational taxonomic units (OTUs)在微生物的免培养分析中经常用到,通过提取样品的总基因组DNA,利用16S rRNA或ITS的通用引物进行PCR 扩增,通过测序以后就可以分析样品中的微生物多样性,那怎么区分这些不同的序列呢,这个时候就需要引入operational taxonomic units,一般情况下,如果序列之间,比如不同的16S rRNA序列的相似性高于97%就可以把它定义为一个OTU,每个OTU对应于一个不同的16S rRNA序列,也就是每个OTU对应于一个不同的细菌(微生物)种。
多种测序技术在药品检测环境微生物鉴定分析中的应用
多种测序技术在药品检测环境微生物鉴定分析中的应用【摘要】目的围绕药品检测环境微生物,采用多种测序技术对其实施鉴定分析,评定其应用价值。
方法以药品微生物实验室为对象,采集、收集其环境当中的细菌(248株)、霉菌(6株),实施鉴定操作(全自动微生物生化鉴定仪)。
依据所得到的生化鉴定结果,基于种属分类学,选择20种具有代表性的细菌(28株)与霉菌(6株),分别用宏基因组测序技术(Hiseq2000与Ion torrent测序平台)、一代测序技术(基于ABI3500测序平台)实施鉴定分析,对菌株鉴定方法所具有的准确性进行相互验证。
结果在28株细菌当中,较之生化鉴定,16SrDNA一代测序鉴定有23株属水平分类一致,10株种水平分类一致。
用Hiseq2000对细菌混合实施全基因测序鉴定,较之16SrDNA一代测序,15株种水平一致,2株属水平一致;针对霉菌全基因组测序而言,得到菌信息3株,相比于一代测序结果(霉菌LSU rDNA),3株菌信息缺失。
用Ion torrent开展16S rDNA宏基因组测序鉴定,与16S rDNA一代测序结果相比较,有11种对应,且10种属对一代测序当中的28株菌进行了覆盖。
结论针对新一代的宏基因组测序技术及配套的分析方法而言,需持续健全与优化,方能快速、准确的对环境微生物混合菌株实施鉴定,更好的实施建库溯源工作。
【关键词】药品检测环境;测序技术;微生物鉴定针对微生物污染而言,从基础层面来分析,乃是药品生产及评估产品质量的关键性指标,同时还是对药品安全生产造成影响的常见隐患。
现阶段,在生产药品时,环境监控的监测指标多为空气当中的沉降菌、浮游菌计数,缺少对微生物污染实施调查、溯源的方法。
伴随分子生物学技术的逐渐成熟,依据DNA序列所存在的差异,可鉴定微生物,此法较之常规的生化鉴定技术,简便且准确。
比如LSU rDNA序列(真菌中)、16S rDNA序列(细菌中),由于其存在明显的特异性、保守性,通过对此序列展开测序分析,可实现对微生物的快速分类。
基于测序的微生物多样性研究方法
基于测序的微生物多样性研究方法随着科学技术的发展,人们对微生物的重视越来越高。
微生物虽然微小,但是在自然界中却扮演着非常重要的角色。
微生物有着极高的多样性,不仅在地球上生存,也在生命演化中发挥着重要作用。
因此,对微生物的研究就显得尤为重要。
本篇文章将介绍一种基于测序的微生物多样性研究方法。
一、什么是测序?测序是指通过对DNA或RNA分子进行分析和测序,以获取分子序列的过程。
DNA测序技术是重要的基础生物技术之一,其应用涉及到基因结构和功能研究、新基因发现、分子鉴定、遗传疾病诊断等多个领域。
目前,测序技术的应用范围非常广泛,支持了生命科学和医学的发展。
二、什么是微生物多样性?微生物多样性是指微生物种类、数量、分布和生态功能等方面的多样性。
微生物多样性在维持生态平衡、构造生态系统、发酵生产、食品加工、环境修复等方面发挥着重要作用。
微生物多样性涉及到的微生物有细菌、真菌、病毒、古菌等。
此外,地球上16%的物种是细菌,超过50%的光合作用由细菌完成,这些都表明了微生物多样性所具有的重要性。
三、基于测序的微生物多样性研究方法1. 多样性分析平台针对微生物多样性的研究,全球范围内诞生了许多专业的多样性分析平台。
其中比较知名的有MG-RAST、QIIME、MOTHUR、STAMP等,这些平台可以帮助研究者处理测序数据,分析多样性信息,从而实现对微生物多样性进行深入研究。
2. 样品采集和DNA提取在进行微生物多样性分析前,需要对样品进行采集和DNA提取。
不同的环境会有不同类型的微生物群落,样品采集的过程需要考虑到物种丰度、种群结构的梳理以及重复性。
该步骤的成功与否会直接影响到后续的测序分析。
3. 基因扩增和高通量测序利用PCR进行基因扩增是测序的前置步骤。
通常使用16S rRNA和18S rRNA作为微生物标志基因进行扩增和测序。
在高通量测序技术的基础上,研究者可以对大量的样品进行分析。
通过基因扩增和高通量测序技术,可以取得丰富的微生物多样性数据。
微生物组测序技术在食品安全监测中的应用与结果解读
微生物组测序技术在食品安全监测中的应用与结果解读随着人们对食品安全的关注度不断提高,如何更有效地监测和控制食品中的微生物污染问题成为了一个重要的研究方向。
传统的微生物检测方法受到了时间和空间的限制,而微生物组测序技术的出现为食品安全监测带来了新的机遇。
本文将探讨微生物组测序技术在食品安全监测中的应用,并解读其相关结果。
微生物组是指一定环境中所有微生物的总和,如食品样本中的微生物群落。
传统的微生物检测方法主要包括培养方法和PCR法,这些方法需要人工选取菌落或目标基因进行分析,且无法分析所有微生物群落的信息。
而微生物组测序技术可以对样本中的所有微生物进行高通量测序,获得海量的微生物组数据,并通过基因组学和生物信息学方法解读这些数据,从而获得更全面、准确的样品信息。
在食品安全监测中,微生物组测序技术的应用主要体现在以下几个方面:1. 微生物群落结构分析:通过测序技术可以获取食品样品中微生物群落的组成和结构信息,包括菌属、种类及其相对丰度等。
这些信息可以帮助我们判断食品样品中是否存在致病性细菌,比如沙门氏菌、大肠杆菌等。
同时,微生物群落结构的变化也能够反映食品贮存和加工过程中微生物的生长、传播和交互关系,为食品安全控制提供科学依据。
2. 肠道微生物组分析:食品中的微生物与人体的肠道微生物组密切相关,对人体健康具有重要影响。
通过测序技术可以研究某种食品对肠道微生物的影响,并预测食品在人体中的消化吸收情况。
此外,肠道微生物组的异常与多种疾病的发生和发展有关,微生物组测序技术可以帮助我们寻找食品与疾病之间的关联,为食品安全风险评估提供新的思路。
3. 菌群多样性评价:微生物群落的多样性反映了样品中微生物种类的丰富程度和相对均衡性。
微生物多样性的降低可能意味着致病性菌群的增加或者优势菌种的改变,从而增加了食品安全风险。
通过微生物组测序技术可以全面了解食品样品中微生物的多样性,及时发现和监测可能的食品安全隐患。
在对微生物组测序的结果进行解读时,需要结合食品特点和研究目的进行综合分析。
一种同时检测多种病原微生物的引物探针组合、试剂盒以及方法[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911200522.5(22)申请日 2019.11.29(71)申请人 上海海关动植物与食品检验检疫技术中心地址 200135 上海市浦东新区民生路1208号(72)发明人 王艳 庄裕华 (74)专利代理机构 上海智信专利代理有限公司31002代理人 余永莉(51)Int.Cl.C12Q 1/70(2006.01)C12Q 1/686(2018.01)C12N 15/11(2006.01)C12R 1/93(2006.01)(54)发明名称一种同时检测多种病原微生物的引物探针组合、试剂盒以及方法(57)摘要本发明提供一种同时检测多种病原微生物的引物探针组合、试剂盒以及方法,包括:用于检测呼肠孤病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:1-3所示;用于检测牛细小病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:4-6所示;用于检测蓝舌病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:7-9所示;用于检测牛腹泻病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:10-12所示;用于检测牛多瘤病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:13-15所示;以及用于检测狂犬病毒的引物对、探针序列如SEQ ID NO:16-18所示。
根据本发明,提供了一种简单、快速、灵敏度高同时检测多种病原微生物的引物探针组合、试剂盒和方法。
权利要求书2页 说明书7页序列表3页 附图1页CN 110904272 A 2020.03.24C N 110904272A1.一种同时检测多种病原微生物的引物探针组合,其特征在于,该引物探针组合包括:用于检测呼肠孤病毒的如SEQ ID NO:1-2所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:3所示的特异性探针;用于检测牛细小病毒的如SEQ ID NO:4-5所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:6所示的特异性探针;用于检测蓝舌病毒的如SEQ ID NO:7-8所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:9所示的特异性探针;用于检测牛腹泻病毒的如SEQ ID NO:10-11所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:12所示的特异性探针;用于检测牛多瘤病毒的如SEQ ID NO:13-14所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:15所示的特异性探针;以及用于检测狂犬病毒的如SEQ ID NO:16-17所示的特异性引物对,如SEQ ID NO:18所示的特异性探针。
微生物测序技术在环境监测中的应用
微生物测序技术在环境监测中的应用摘要:微生物是地球上最早的生命形式之一,它们在环境中起着重要的生态功能。
传统的微生物检测方法存在着时间耗费、低灵敏度和有限的物种鉴定能力的问题。
近年来,随着高通量测序技术的发展,微生物测序技术在环境监测中得到了广泛的应用。
本文将讨论微生物测序技术在环境监测中的应用,并分析其在环境监测与管理中的潜力和挑战。
引言:微生物是地球上最丰富的生物群落之一,它们广泛存在于各种环境中,包括土壤、水体、大气和人体等。
微生物具有重要的生态功能,对环境的物质转化和生态平衡维持起着至关重要的作用。
因此,了解和监测微生物群落的结构与功能对于环境保护和管理至关重要。
传统的微生物检测方法包括培养法、蛋白质或核酸分析等,然而这些方法存在着许多局限性。
首先,传统方法耗费时间长,通常需要数天甚至数周才能获得结果。
其次,传统方法对微生物的识别以及物种鉴定能力有限,对于微生物群落的复杂性和多样性无法全面解析。
因此,寻找一种高效、准确且高通量的微生物检测方法变得至关重要。
微生物测序技术的引入:随着高通量测序技术的快速发展,微生物测序技术已经成为一种高效的微生物检测方法。
微生物测序技术通过对环境中微生物DNA或RNA的高效提取、扩增和测序,能够快速获得微生物群落的遗传信息,并实现对微生物的物种和功能的鉴定。
在微生物测序技术中,最常用的方法是16S rRNA基因测序。
16S rRNA基因是细菌和古菌中高度保守的基因区域,能够提供足够的信息进行微生物物种的鉴定和分类。
通过对环境中微生物样本的16S rRNA基因PCR扩增,并利用高通量测序仪进行测序,可以获得大量的16S rRNA序列数据。
通过对这些序列数据的比对和聚类分析,可以快速分析出微生物群落的组成结构,评估微生物的多样性,并对微生物功能进行推测。
应用案例:微生物测序技术已经广泛应用于环境监测中,以下为一些应用案例的介绍:1. 土壤微生物群落分析:土壤是一个复杂的生态系统,其中微生物群落对于土壤生态功能的发挥起到重要作用。
微生物学领域新型检测技术的研究与应用
微生物学领域新型检测技术的研究与应用微生物学作为一门研究微生物的学科,一直以来都受到人们的关注。
微生物在自然界中广泛存在,不仅是环境的重要组成部分,还对人类和动植物的健康产生着重要的影响。
为了更好地了解微生物的分布、质量和多样性,人们一直在探索更好的检测技术。
近年来,随着生物技术的快速发展,微生物学检测技术也在不断创新,涌现出许多新型技术。
本文将介绍其中几种主要的技术和它们在微生物学领域的应用。
1. 全基因组测序技术全基因组测序技术(Whole genome sequencing,WGS)是指将一个生物个体的全部基因序列进行测序的技术。
该技术的出现,为微生物学的研究提供了全新的思路和方法。
通过对微生物的基因组数据进行分析,可以获得微生物的基因组大小、基因数目、基因组结构以及功能等相关信息,进而深入了解微生物的生态位、代谢途径和毒性等方面的特征。
同时,WGS也可以帮助人们更好地了解微生物的分布和演化。
例如,一组微生物群落的基因组测序数据可以用来分析它们之间的关系,进而推测它们的演化过程、物种形成时间以及演化树等相关信息。
在微生物学的研究中,WGS技术已被广泛应用。
例如,在临床医学中,WGS可以用来诊断疾病和鉴定微生物群落的结构;在环境保护领域,WGS可以用来分析微生物群落结构和功能,了解环境的生态变化。
2. 荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH)是指将具有荧光标记的核酸探针与待检测样品中的目标细胞的靶标序列进行杂交,进而实现对微生物的定位和分类的检测方法。
该技术具有高分辨率、高选择性和高敏感性的特点,特别适用于对病原菌的检测和监测。
同时,荧光原位杂交技术也可以用来探究微生物在环境中的生存和活动状态,例如,可以用来研究细菌的附着、生长和营养需求等方面的信息。
3. 基于PCR的检测技术聚合酶链式反应技术(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种能够在体外快速合成DNA的技术。
微生物全基因组测序技术在医学诊断和药物研发中的应用
微生物全基因组测序技术在医学诊断和药物研发中的应用近年来,随着生物技术的发展,微生物全基因组测序技术被广泛应用于医学诊断和药物研发领域。
微生物全基因组测序技术是对微生物菌株基因组进行全面测序和分析的一种方法,可以帮助我们更好地了解微生物的生态、代谢、毒力和抗药性等方面的信息。
下面将从不同的角度介绍微生物全基因组测序技术在医学诊断和药物研发中的应用。
一、微生物感染的诊断微生物感染是医疗机构中最常见的问题之一,而且其种类非常多样。
通过传统的培养方式可能无法准确定位细菌属种和特殊型,更不用说确定其携带的抗生素耐药基因了。
而微生物全基因组测序技术则可以通过对微生物基因组序列的分析,快速、准确地鉴定微生物的属种和特殊型,传染病的早期诊断更是能够遏制疫情的蔓延。
例如,2019年新型冠状病毒是一种新出现的病毒,以人畜共患为特征,从2019年末开始引起全球大流行。
微生物全基因组测序技术不仅能够高通量、高精度地检测出新冠病毒,并进行毒株鉴定,还能快速让医生定位到病人感染链的来源,有利于及时采取隔离等措施,降低疫情的风险。
二、微生物抗药性的研究微生物抗药性是近年来严重的问题之一,很多治疗手段已经无法有效解决感染问题。
传统的微生物抗药性检测方法需要耗费大量时间和精力,而且无法在感染临床前进行预测。
通过微生物全基因组测序技术可以更全面、高效地探索微生物菌株的抗药性基因组,分析微生物的抗药性机制,这对于药物研发和疾病治疗具有重大意义。
例如,革兰氏阴性菌耐药性已成为世界范围内最为严重的问题之一。
通过对这些菌株进行微生物全基因组测序,构建他们的全基因组组合,利用复杂的生物信息技术进行基因组学比较分析,可以很好地预测新出现的抗生素耐药性,为当前的临床治疗提供了参考指南。
三、微生物代谢特性的研究微生物可以充当许多基础医学领域研究和实践中的重要模式生物。
其广泛的应用包括生产药物、降解有机物、制备工业材料、将植物废料转化为能源等。
微生物全基因组测序技术可以帮助科学家更深入地了解微生物的生理和代谢特性,对于治疗某些疾病个体化的药物筛选、新的药物研发和治疗方法的发展等具有重要意义。
新型DNA测序技术在微生物研究中的应用
新型DNA测序技术在微生物研究中的应用DNA测序技术目前是微生物研究中不可或缺的工具。
传统的微生物鉴定方法通常需要长时间和大量实验来确定微生物的生物学特征及品系特质。
而DNA测序技术可以通过测定微生物的DNA序列来对微生物进行快速鉴定并深入研究。
新型DNA测序技术的出现,极大地提高了微生物研究的效率和准确性。
新型DNA测序技术具有快速、高通量、高精度、低成本等优点,在微生物学研究中具有重要的应用价值。
下面,我将从以下三个方面分析新型DNA测序技术在微生物学研究中的应用。
一、基于高通量测序的微生物组成研究新型DNA测序技术通过高通量测序技术,可以对微生物群落进行深入研究,包括微生物组成、群落结构、多样性和功能等方面。
例如,利用16S rRNA高通量测序对人类肠道微生物群落进行研究,可以研究肠道菌群的组成、丰度、多样性和在不同人群中的差异等问题。
同时,利用基于高通量测序的全基因组测序技术,还可以对具有特殊功能的微生物进行研究,如产生益生菌的Lactobacillus属微生物乳杆菌。
在这些研究中,DNA测序技术可以使研究者快速获得大量有关微生物组成和丰度的信息。
得到这些信息后,研究者可以开展更深入的分析和研究,从而加深对微生物组成和功能的认识。
二、基于全基因组测序的微生物遗传变异研究新型DNA测序技术也为微生物遗传变异研究提供了有力的工具。
传统的微生物遗传变异研究通常采用等位基因分析等方法,但这些方法不能对全基因组进行研究。
而随着基于全基因组测序的技术不断发展,使得对微生物遗传变异的研究进入了一个新阶段。
现在,利用全基因组测序技术,可以快速鉴定微生物的基因组序列。
同时,通过深入挖掘和分析这些数据,还可以得到微生物基因组的变异信息以及变异与不同菌株之间的相关性等信息。
此外,基于全基因组测序技术还可以对微生物的新品系或技术改良进行遗传学分析。
三、基于单细胞测序的微生物进化研究除了组成和遗传变异研究外,DNA测序技术在微生物学研究中还可以用于单细胞测序,以研究微生物进化的过程。
微生物基因测序分析的新技术进展与使用技巧
微生物基因测序分析的新技术进展与使用技巧1. 引言微生物是地球上最为多样化和丰富的生物群体之一,其在地球系统中起着重要的功能和作用。
随着基因测序技术的快速发展,微生物基因测序分析已成为研究微生物多样性、功能和互作关系的重要手段。
本文将介绍微生物基因测序分析的新技术进展和使用技巧,以帮助科研人员更好地开展相关研究。
2. 新技术进展2.1 16S rRNA基因测序技术16S rRNA基因测序技术是最常用的微生物分析工具之一。
近年来,随着高通量测序技术的广泛应用,该技术得到了进一步的发展。
例如,采用长读长测序技术,可以获得更准确的序列信息,并有助于解决物种的区分和鉴定问题。
2.2 全基因组测序技术全基因组测序技术可以获取微生物的完整基因组信息,从而揭示微生物的全基因组组成和功能。
近年来,单细胞测序技术的发展为全基因组测序提供了更高的分辨率和准确性,使得研究人员可以研究微生物的个体差异和功能特征。
2.3 元基因组测序技术元基因组测序技术是同时测定微生物群体中多个基因的测序技术。
通过元基因组测序可以获得微生物群体的整体遗传信息,可以对微生物群体的结构、代谢功能和相互作用关系进行分析。
近年来,元基因组测序技术在环境和生物医学研究中得到了广泛应用。
3. 使用技巧3.1 样本采集与预处理样本采集是保证微生物基因测序分析结果准确性的关键步骤。
在采集样本时,应注意避免污染和外源DNA的干扰。
此外,样本的预处理也非常重要,包括去除RNA和DNA的降解物质、富集目标微生物等。
3.2 数据处理与分析微生物基因测序数据处理与分析是整个研究过程中的关键环节。
首先,对原始测序数据进行质量控制、去除接头和低质量序列等处理。
然后,通过对处理后的序列进行比对、组装和注释等步骤,可以获得微生物的分类信息、功能注释和基因组组装。
3.3 生物信息学分析工具生物信息学分析工具是进行微生物基因测序分析的重要辅助手段。
例如,QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology)和mothur是常用的微生物序列分析工具,可以用于进行微生物群落结构分析、物种鉴定和功能注释等工作。
药品微生物相关的检测技术和未来发展分析
药品微生物相关的检测技术和未来发展分析
林小晖;宋菁景
【期刊名称】《生物技术世界》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】随着我国科学技术的不断进步,药品微生物这一领域目前也越来越受到国家重视,本次研究主要就国家药品微生物相关的检测技术进行阐述,同时对该领域未来的发展方向进行展望分析.
【总页数】1页(P4-4)
【作者】林小晖;宋菁景
【作者单位】济南市食品药品检验检测中心,山东济南250001
【正文语种】中文
【中图分类】R927.2
【相关文献】
1.实景教学在药品微生物检测技术课程中的应用
2.实景教学在药品微生物检测技术课程中的应用分析
3.药品微生物限度检验结果的相关影响要素分析
4.药品微生物限度检验结果的相关影响要素分析
5.技师学院"药品食品微生物检测技术"课程的改革实践
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
药 物 分 析 杂 志 Chin J Pharm Anal 2016,36(1)
多种测序技术在药品检测环境微生物鉴定分析中的应用研究
郑小玲, 王知坚, 李珏, 王征南, 洪利娅
(浙江省食品药品检验研究院, 杭州 310004)
摘要 目的: 探索多种测序技术在药品检测环境微生物鉴定分析中的应用。方法: 从药品微生物实验室 环境中连续 7 个月采样收集获得 248 株细菌和 6 株霉菌, 并对收集的细菌采用全自动微生物生化鉴定 仪 (Vitek 2 Compact) 进行鉴定。根据生化鉴定结果选择在种属分类学上具有代表性的 20 种细菌 (共 28 株) 和 6 株霉菌分别采用一代测序技术 (ABI 3500 测序平台) 和宏基因组测序技术 (Hiseq 2000 测序平台 和 Ion torrent 测序平台) 进行鉴定分析, 相互验证菌株鉴定方法的准确性。结果: 28 株细菌的 16S rDNA 一 代测序鉴定与生化鉴定相比, 属水平分类一致的有 23 株, 种水平分类一致的有 10 株。采用 Hiseq 2000 对 28 株细菌混合进行全基因组测序鉴定获得 78 种菌株信息, 与 16S rDNA 一代测序相比, 种水平一致的有 15 株, 属水平一致的有 2 株, 缺失了 3 株菌的信息, 多出了 61 株菌的信息; 霉菌全基因组测序获得 3 株菌信 息, 与霉菌 LSU rDNA 的一代测序结果相比, 缺失了 3 株菌的信息。采用 Ion torrent 对 28 株菌混合进行 16S rDNA 宏基因组测序鉴定, 获得信息包含 7 科、 10 属和 13 种, 与 16S rDNA 一代测序结果对应的有 11 种, 且 10 种属覆盖了一代测序中的 28 株菌; 霉菌 ITS2 宏基因组测序结果包含 4 属和 3 种, 4 属覆盖了霉菌一代 测序结果中的 6 株菌, 但种水平只有烟曲霉和一代测序结果一致。结论: 新一代宏基因组测序技术及分析 方法需要进一步改进与完善, 才能对环境微生物混合菌株进行快速准确鉴定从而开展建库溯源工作。 关键词: 药品检测环境; 一代测序; 宏基因组测序; 微生物试验环境; 生化鉴定; 高通量测序 中图分类号: R 917 文献标识码: A 文章编号: 0254-1793 (2016) 01-0046-07 doi: 10.16155/j.0254-1793.2016.01.07
1.1 主要仪器 数码摄影生物显微镜 ECLIPSE 50i (日本奥林巴斯公司) ; VITEK 2 Compact 全自动微生 物生化仪 (法国梅里埃公司) ; 全自动革兰氏染色仪 (法国梅里埃公司) ; 梯度 96 孔 Verti PCR 仪 (美国 ABI 公司) ; PowerpacBasic 电泳仪 (美国 Bio-Rad 公 司) ; 3500 MicroSeq 全自动微生物基因分析鉴定系 统 (美国 ABI 公司) 。 1.2 菌 株 来 源 连 续 7 个 月 对 作 者 工 作 的 微 生 物实验室环境中不同部位、 人员及设备材料采用 胰蛋白胨大豆琼脂 (TSA)平板, 分别通过接触碟 法、 空 气 沉 降 法 及 擦 拭 法 进 行 微 生 物 样 本 采 集, 共 获 得 248 株 细 菌 和 6 株 霉 菌, 划线分离纯化后
identification of environmental microorganisms
Abstract Objective: To explore the application of a variety of sequencing technology in the identification of environmental microorganisms in medicines. Methods: Totally 248 strains of bacteria and 6 strains of fungi were collected from the author’s pharmaceutical microbiology laboratory during consecutive 7 months, and these microorganisms were identified by biochemical identification instrument of Vitek 2 Compact. The representative 20 kinds of bacteria (28 strains) and 6 strains of fungi based on species taxonomy were chosen and identified by first-generation sequencing technology (ABI 3500 sequencer) and metagenomic pyrosequencing (Hiseq 2000 and Ion torrent) respectively to mutually validate the accuracy of strain identification method. Results: The comparison between the identification by 16S rDNA first-generation sequencing and the biochemical identification of 28 strains of bacteria showed that 23 isolates were at a consistent species level and 10 isolates at
第一作者 Tel( :0571) 86459427; E-mail: 88920169@
药物分析杂志
Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis
药 物 分 析 杂 志 Chin J Phar来自 Anal 2016,36(1)
Application of a variety of sequencing technology in the
ZHENG Xiao-ling, WANG Zhi-jian, LI Jue, WANG Zheng-nan, HONG Li-ya
(Zhejiang Institute for Food and Drug Control, Hangzhou 310004, China)
·4 7·
a consistent genus level.The whole genome sequencing of 28 mixed strains of bacteria were identified by Hiseq 2000, which provided information of 78 species of bacteria. Compared with 16S rDNA first-generation sequencing, 15 isolates at a consistent species level and 2 isolates at a consistent genus level were obtained, 3 isolates were missed and 61 isolates were obtained additionally; 3 isolates were obtained by the whole genome information sequencing and 3 isolates were missed when compared with the result by fungi LSU rDNA firstgeneration of sequencing. The 28 strains of bacteria by Ion torrent were mixed and identified by 16S rDNA metagenomic sequencing, and the information of 7 families, 10 genera and 13 species were obtained. 11 isolates were at a consistent species level and 10 genera covered 28 isolates of first-generation sequencing compared with 16S rDNA first-generation sequencing. Totally 4 genera and 3 species were obtained by metagenomic sequencing of fungi ITS2; 4 genera covered 6 isolates of first-generation fungus sequencing, but only Aspergillus Conclusion: Metagenomic fumigatus was consistent with the first-generation sequencing results on species level. pyrosequencing and analysis methods need further improvement and perfection to accurately identify the mixed strains of environmental microbes rapidly and carry out the construction and traceability of microbe database. Keywords: drug testing environment; first-generation DNA sequencing; metagenomic pyrosequencing; microbiology experiment environment; biochemical identification; high-throughput sequencing 微生物污染是药品生产过程监控及最终产品 质量评估的重要指标, 也是影响药品安全生产的潜 [1] 在隐患 。目前药品生产过程中的环境监控以空 气中的浮游菌和沉降菌计数为监测指标, 缺乏对微 [2] 生物污染进行溯源和调查的方法 。随着分子生 物学技术的发展, 根据 DNA 序列的差异可进行微生 物鉴定, 该法与传统生化鉴定技术相比更为准确、 快 [3-4] 捷 。如细菌中的 16S rDNA 序列和真菌中的 LSU rDNA 序 列 及 ITS 序 列 具 有 高 度 的 保 守 性 和 特 异 性[5-6] , 对该序列测序分析后可对微生物进行快速 分类。16S rDNA 测序鉴定微生物一般至属或种水 平[7-8] , 但 若 对 微 生 物 污 染 进 行 溯 源 分 析, 需将 微 生 物 鉴 定 至 种 以 下 水 平, 因此需要更精确的 微 生 物 鉴 定 技 术。 基 因 组 重 测 序 是 对 已 知 基 因 组序列的物种进行不同个体的基因组测序, 并在 此 基 础 上 对 个 体 或 群 体 进 行 差 异 性 分 析, 从而 可对同一种属的微生物进行进一步分类及溯源 分 析。 随 着 新 一 代 测 序 技 术 的 发 展, 高通量和 [ 9-10 ] 低成本已经成为测序技术的主流 。人们可 将 环 境 中 收 集 的 微 生 物 混 合 后 提 取 总 DNA 进 行 宏 基 组 测 序, 通过序列结果分析快速获得样 品中所有微生物菌株的基因组信息[11]。理论上 根据微生物宏基因组的信息不仅可以对样品中 所 有 的 微 生 物 进 行 种 属 鉴 定, 还可以通过建立 环 境 微 生物基因信息库对污染微生物展开溯源 分析。