功能微生物多样性分析_微基生物

功能微生物多样性分析

—基于功能基因/持家基因/靶基因

在自然界的各类环境中，都有微生物的存在，它们在各自的“岗位”上都发挥着或大或小、或多或少的作用。有一些具有特殊功能的微生物，由于其作用的重要性或特殊性而受到人们的广泛关注，这些具有特殊功能的微生物叫做功能微生物，如氨氧化细菌、硫细菌、硝化细菌等。它们在分类学上有可能差异很大，但却具有相同或类似的基因使其能够发挥同样的作用。支配这些功能细菌发挥重要功能的基因被称为功能基因，如amoA、dsrB、nxrA。目前微基生物已收集GeneBank中所有已知功能基因的序列及其对应的种属信息，构建自己的功能基因数据库。

微基生物可根据客户需求，针对功能基因或持家基因，设计PCR通用引物，开展个性化建库及分析。此类方法，可针对属内各种，甚至亚种，进行细致地分类及分析，并与环境数据相结合，可用于某类微生物精细的分类及进化研究。部分已完成功能基因建库分析及引物列表（其他功能基因请垂询）。

功能微生物 测序基因 特异引物 推荐平台 产甲烷菌

16S rRNA gene

Arch519F / Arch915R

MiSeq 2x300 硫酸盐还原菌SRB dsrB dsrF / dsrR MiSeq 2x300 硝化细菌AOB 16S CTO189f / CTO653r MiSeq 2x300 氨氧化细菌AOB amoA amoA-1F / amoA-2R MiSeq 2x300

氨氧化古菌AOA amoA Arch amoA F /Arch amoA R 454 硝化细菌NOB 16S rRNA gene

FGPS1269 / FGPS872 MiSeq 2x300 硝化细菌NOB nxrA nxrA F / nxrA R MiSeq 2x300 厌氧氨氧化菌AMX

16S rRNA gene

Amx368 / Amx820R MiSeq 2x300

反硝化菌

narG

narG1960f / narG2650r

454 nirK F1aCu / R3Cu MiSeq 2x300 nirS cd3aF / R3cd MiSeq 2x300 nosZ

nosZF / nosZR

MiSeq 2x300 定鞭金藻 LSU F / R MiSeq 2x300

固碳微生物 cbbL 595F / 1387R

454 cbbM F / R MiSeq 2x300 固氮微生物

nifH

PolF / PolR

MiSeq 2x300

功能基因/持家基因分析的流程图如下：

● 数据库：Silva ，GreenGene ，RDP

微基生物收集GeneBank 中所有已知功能基因的序列及其对应的种属信息，构建自己的功能基因数据库。 ● 高通量测序

目前市面上常用的用于研究环境微生物的高通量测序平台有Illumina MiSeq，Roche 454和Ion Torrent PGM。针对于细菌的功能基因进行分析，MiSeq凭借其测序读长长、测序周期短、通量大等特点，成为使用最为普遍的测序平台。

微基生物是国内首家采用Illumina MiSeq 2×300 bp平台进行微生物生态研究，其最大读长可达到550 bp，适合对绝大多数的功能基因进行测序分析。

建库及生信/统计分析：

案例分析

标题：在两个土壤含水层处理系统中氨氧化古菌与细菌的对比 Applied Microbiology and Biotechnology（IF: 3.337）

研究领域：功能微生物，土壤微生物分析物种：古菌，细菌高通量测序平台：Illumina MiSeq 测序区域：16S rRNA gene

主要结果：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

原文链接：/article/10.1007%2Fs00253-014-6188-3

参考文献：(Ding, Wen et al. 2014)

Ding, K., X. Wen, Y. Li, B. Shen and B. Zhang (2014). "Ammonia-oxidizing archaea versus bacteria in two soil aquifer treatment systems." Applied Microbiology and Biotechnology 99(3): 1337-1347.