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            环境微生态 宏转录组测序 宏转录组测序

            宏转录组测序 生信分析 技术参数 案例解读 常见问题 留言咨询

                   宏转录组测序技术(Metatranscriptomic sequencing)通过对特定时期、特定环境样品中所有微生物群落的转录本进行大规模高通量测序,可以直接获得环境中可培养和不可培养的微生物转录组信息。这种技术不仅具有宏基因组技术的全部优点,可以检测环境中的活性微生物、活性转录本以及活性功能进行研究,还可以比较不同环境下的差异表达基因和差异功能途径,揭示微生物在不同环境压力下的适应机制,探索环境与微生物之间的互作机理。

            适用范围

                  1. 医药领域:人体微生物与疾病关系的研究、分子标志和药物靶点的筛选鉴定等;

                  2. 生态领域:生物互作、微生物制剂的开发、生物代谢调控研究等;

                  3. 工业领域:微生物活性物质开发、生物能源、环境污染监控与生物修复等。

            创富彩票优势

                   拥有标准化操作实验室和高通量测序技术平台,实验周期短,质量可靠。
                   拥有 Illumina HiSeq 2500和 HiSeq 4000等多种高通量测序平台。
                   免费提供创富彩票自主研发RNA保护剂,可有效提高各类型样本RNA稳定性。
                   技术人员经验丰富,可以根据合作伙伴要求提供宏转录组、多组学实验方案、解决实验问题、分析实验结果。
                   拥有专业的生物信息团队和大型计算机,可以为合作伙伴提供个性化的生物信息分析服务。
                   创富彩票平台利用各组学技术为客户在微生物领域发表文章300+篇,其中宏组学文章10+篇,累计影响因子1000+。

            实验流程


            生信分析流程图

            技术参数


            送样要求

             RNA:总量 ≥ 4 μg、浓度 ≥ 100 ng/μL、有明显主条带;

             cDNA:必须为双链、总量 ≥ 1 μg、浓度 ≥ 20 ng/μL

            平台选择

             Illumina PE100/125/150

            推荐测序量

             5-10G

            案例一:宏转录组分析硅藻类群资源分区

                   海洋浮游植物提供全球约一半的初级生产力(硅藻提供其中的40%),并且在维持海洋生态系统的结构及功能中发挥重要作用。本文通过选取纳拉干西特湾(Narragansett Bay)5个不同时期及5种不同处理条件下的海水样本使用HiSeq2000平台进行宏转录组测序,平均每个样本测序量6G。研究筛选出两个与生态相关的硅藻代表物种分别为Skeletonema  costatum  RCC1716、Thalassiosira rotula CCMP3096。后续通过分析环境代谢能力的明显差异及其相关基因表达量的变化,揭示了纳拉干西特湾硅藻间特异性的资源分配。这种高分辨率的方法突出了硅藻间资源利用的分子基础,以及同时存在的硅藻类群间如何通过适应细胞生理来区分它们的生态位。


                                   

            图1 五个时期样本测序数据的物种分类学注释


            图2 Skeletonema spp.、T.Rotula在N、P代谢途径相关KO基因家族中的相对表达量

             

            案例二:宏转录组测序技术揭示草鱼肠道微生物具有分解生物质的能力

                   大多数动物只有在胃肠道中共生菌的帮助下才能分解一些特定的植物多糖。本文通过对11个草鱼肠道样品的宏转录组测序,共获得676M个reads(平均读长77-98bp),62Gb优化数据。宏转录组结果表明,不同喂食方式的草鱼后肠转录本在菌群组成、碳水化合物转移和代谢方面有显著差异,草鱼后肠菌群参与了碳水化合物的分解和代谢,从而为草鱼和微生物提供能量。

                                   

            图1 宏转录组的物种、COG注释及不同喂食方式的草鱼肠道最主要的COGs丰度比较


            案例三 具有不同相互作用的核心物种共现网络能够区分具有相似症状的多种微生物口腔疾病

                   多种微生物疾病能够危及生命,由多种微生物的存在和互作引起。口腔种植体周围炎和牙周炎是临床症状相似的、代表性的多种微生物疾病。为了建立它们之间差异的方法,我们通过从同一受试者(每个受试者n=12)中获得的口腔种植体周围炎和牙周炎样本进行宏转录组分析,比较原位微生物物种和功能基因,为病因不明的多种微生物疾病提供了微生物互作方面的探究思路。


            实验设计:

            数据分析流程图

            统计分析中所用的数据分析的概述图

            实验结果:

            1Arc-RNA丰度Heatmap图;(B)基于rc-RNAPCoA分析

            2A)每个样本中SEED子数据库level1功能丰度比例柱状图;(B)具有活性的KEGG Pathway展示;(CmRNA丰度Heatmap图;(D)基于mRNAPCoA分析

            4 具有功能活性的核心物种共现性网络图

            参考文献

            [1] Alexander H, Jenkins B D, Rynearson T A, et al. Metatranscriptome analyses indicate resource partitioning between diatoms in the field[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112(17): E2182-E2190.

            [2] Wu S, Ren Y, Peng C, et al. Metatranscriptomic discovery of plant biomass-degrading capacity from grass carp intestinal microbiomes[J]. FEMS microbiology ecology, 2015, 91(10): fiv107.

            [3] Takahiko S, Takayasu W, Hirokazu K, et al. Distinct interacting core taxa in co-occurrence networks enable discrimination of polymicrobial oral diseases with similar symptoms:[J]. Sci Rep, 2016, 6:30997.

             



            (1)宏转录组测序取样有哪些注意事项?

                   一定要注意避免RNA酶的污染,取样的所需耗材和器具等都需要RNAase-free处理,样品液氮速冻,干冰寄送,避免反复冻融。


            (2)低温运输样品RNA也易降解怎么办?

                   创富彩票免费提供自主研发RNA保护剂,可有效提高各类型样本RNA稳定性。

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