宏基因组测序

宏基因组测序,是指利用高通量测序技术,以某一特定环境中微生物的基因组为研究对象,采用生物信息学的分析方法,研究微生物的多样性、微生物的群落结构,探索微生物的潜在功能以及与环境之间的互作关系。与传统的微生物组研究方法相比,宏基因组测序技术突破了有些微生物不可培养的瓶颈,能够快速高效地获取整个微生物群落的基因组信息,因此近年来该技术在各种环境微生物学研究中得到了广泛应用。

测序平台与策略

采用Illumina测序平台,PE150的测序策略

技术路线
生物信息分析流程及部分结果展示

 

生物信息分析流程 

 

物种对代谢通路贡献度Fishtaco分析

 

 耐药基因各分类的分布图    MGS丰度热图 

                                                                                                                     

 CAZy基因家族与物种信息对应的Circos分析    KEGG代谢通路可视化分析

                                                                                                 

应用领域

宏基因组测序适用于以特定环境中的整个微生物群落作为研究对象,无需分离培养,直接提取环境样本DNA进行测序,研究环境微生物的群落结构、物种分类、基因功能及相关代谢通路等。目前已广泛应用于以下领域:

1. 医学领域:疾病与人体微生物间关系,如代谢类疾病、消化类疾病、自身免疫性疾病、肿瘤癌症、神经类疾病及其他疾病等;

2. 畜牧领域:肠道、瘤胃等微生物群落与动物繁殖、生长发育、营养健康、免疫和疾病治疗等的互作关系;

3. 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;

4. 环境领域:某一特定环境(雾霾、沙尘等污染环境,住宅、商场等生活环境)的微生物群落组成,有机肥发酵处理、污水治理、石油降解、水体及海洋环境等微生物群落分布、基因功能及代谢网络等;

5. 特殊极端环境:极端环境条件下的微生物类群研究。