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1、高通量测序高通量测序- -微生物领域微生物领域 阅微基因科研阅微基因科研技术技术部部 基因组测序基因组测序 de novo 重重测序测序 扩增子测序扩增子测序 16S rRNA基因基因 18S rRNA基因基因 ITS rRNA基因基因 宏宏基因组基因组 转录组转录组 基因组测序基因组测序 基因组测序基因组测序 微生物基因组微生物基因组测序测序 (de novo) 根据根据客户需求可获得框客户需求可获得框 架图架图、精细图和完成精细图和完成图图 (细菌细菌)。其中细菌完成其中细菌完成图采用第三代单图采用第三代单 分子分子测序和测序和第二代高通量测序结果进行拼接和组装；真菌第二代高通量测序结果进
2、行拼接和组装；真菌基因基因 组组、细菌框架图和精细细菌框架图和精细图根据第二代高通量测序的结果进行拼图根据第二代高通量测序的结果进行拼 接和组装接和组装。 微生物基因组微生物基因组重重测序测序结果可进行功能基因分析结果可进行功能基因分析（如耐药如耐药 基因分析基因分析）、进化分析进化分析、变异分析变异分析、毒力毒力分析等分析等，为后续的功为后续的功 能研究提供理论基础能研究提供理论基础。 细菌基因组细菌基因组 基因组测序基因组测序-细菌基因组细菌基因组 产品产品 测序平台测序平台 测序策略测序策略 指标指标 细菌框架图 PE150 350 bp文库 100X 无 细菌精细图 PE150 350
3、 bp文库，6 kb文库 100X 30 scaffolds 细菌完成图 三代+二代 350 bp文库，10 kb文库 50X 1 scaffold，0 gap de novo 对细菌基因组进行从头组装的方法对细菌基因组进行从头组装的方法。基于组装结果基于组装结果，可可 以预测细菌基因组中所包含的基因以预测细菌基因组中所包含的基因，并通过功能数据库比对并通过功能数据库比对 获得基因的功能信息获得基因的功能信息。 重测序重测序 与近源参考基因组进行比对与近源参考基因组进行比对，进行变异检测的方法进行变异检测的方法。通通 过重测序可以获得目标基因组对于参考基因组的过重测序可以获得目标基因组对于参考
4、基因组的SNP、InDel、 SV等一系列变异信息等一系列变异信息，以此可尝试基因组之间的性状差异解以此可尝试基因组之间的性状差异解 析析，或作为标记进行进化分析或作为标记进行进化分析。 基因组测序基因组测序-细菌基因组细菌基因组 产品产品 测序平台测序平台 测序策略测序策略 指标指标 细菌重测序 PE150 350 bp文库 100X 无 个体个体研究研究 一般针对具有特异性状的变异菌或者新发现的菌株，可获一般针对具有特异性状的变异菌或者新发现的菌株，可获 得该菌株的基因信息及与参考序列间的变异信息，以解释菌得该菌株的基因信息及与参考序列间的变异信息，以解释菌 株重要性状的分子机制。株重要性
5、状的分子机制。 群体群体研究研究 通过大规模测序和信息分析手段，获得这些菌株的系统进通过大规模测序和信息分析手段，获得这些菌株的系统进 化关系。结合地理因素和性状特征等要素，可深入探讨菌株化关系。结合地理因素和性状特征等要素，可深入探讨菌株 的进化传播机制、历史种群大小、致病和耐药等性状的产生的进化传播机制、历史种群大小、致病和耐药等性状的产生 原理。原理。 1.de novo：基于菌株间核心基因组进行分析：基于菌株间核心基因组进行分析 2.重重测序：基于菌株间的测序：基于菌株间的SNP进行分析进行分析 基因组测序基因组测序-细菌基因组细菌基因组 研究思路研究思路 基因组测序基因组测序-真菌基
6、因组真菌基因组 真菌基因组真菌基因组 de novo 对真菌基因组对真菌基因组进行从头组装的方法进行从头组装的方法。基于组装结果基于组装结果，可可 以以预测真菌基因组预测真菌基因组中所包含的基因中所包含的基因，并通过功能数据库比对并通过功能数据库比对 获得基因的功能信息获得基因的功能信息。 产品产品 测序平台测序平台 测序策略测序策略 指标指标 细菌框架图 PE150 350 bp文库 100X 无 细菌精细图 PE150 350 bp文库，2 kb+6 kb文库 100X 简单真菌 SN50500 kb 复杂真菌 SN50300 kb *真菌复杂度主要取决于真菌复杂度主要取决于GC含量含量、
7、重复序列和杂合度；重复序列和杂合度；SN50：scaffold N50，将得将得 到的到的scaffold从长到短依次累加从长到短依次累加，当累加长度达到从长度的当累加长度达到从长度的50%时时，最后加入的一条最后加入的一条 scaffold的长度的长度。 基因组测序基因组测序-真菌基因组真菌基因组 重测序重测序 与近源参考基因组进行比对与近源参考基因组进行比对，进行变异检测的方法进行变异检测的方法。通通 过重测序可以获得目标基因组对于参考基因组的过重测序可以获得目标基因组对于参考基因组的SNP、InDel、 SV等一系列变异信息等一系列变异信息，以此可尝试基因组之间的性状差异解以此可尝试基因
8、组之间的性状差异解 析析，或作为标记进行进化分析或作为标记进行进化分析。 产品产品 测序平台测序平台 测序策略测序策略 指标指标 真菌重测序 PE150 350 bp文库 30X 无 真菌多为二倍体或多倍体真菌多为二倍体或多倍体，以二倍体为例：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种有性生殖和无性生殖共存的菌株，杂合率往杂合率往 往较高往较高，建议选择无性生殖阶段的单孢子进行建议选择无性生殖阶段的单孢子进行 重测序重测序。 基因组测序基因组测序-真菌基因组真菌基因组 基因组测序基因组测序-分析结果分析结果
9、 基因组测序基因组测序-分析结果分析结果 圈图圈图 进化树进化树 基因组测序基因组测序-分析结果分析结果 基因在不同菌株中的分布热图基因在不同菌株中的分布热图 样本间变异位点与性状间的关联热图样本间变异位点与性状间的关联热图 基因组测序基因组测序-分析结果分析结果 扩增子测序扩增子测序 扩增子测序扩增子测序 扩增子扩增子测序测序：通过：通过对特定长度的对特定长度的 PCR 产物进行测序分析，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等基因扩增子测序
10、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落组成差异的重要技术手段之一。 根据不同的研究目的和需求根据不同的研究目的和需求，提供，提供4种种扩增子测序：扩增子测序：16S rRNA 测序、测序、18S rRNA 测序、测序、ITS 测序及功能基因区域测序。测序及功能基因区域测序。 扩增子测序扩增子测序-16S 16S rRNA基因基因为为编码原核生物核糖体小亚基编码原核生物核糖体小亚基 rRNA 的的 DNA 序序 列列，具有具有10个保守区域和个保守区域和9个高变区个高变区域域 (V1-V9)，其中保守区在细其中保守区在细 菌间差异不大菌间差异不大，高变区具有属或种的特异性高变
11、区具有属或种的特异性，对对16S rRNA基因某基因某 个个高变区进行测序高变区进行测序，用于研究环境微生物中细菌或古菌的群落结用于研究环境微生物中细菌或古菌的群落结 构多样性构多样性。 类型类型 区域区域 引物引物 细菌细菌16S V3+V4 515F，806R 扩增子测序扩增子测序-18S 18S rRNA基因基因为编码真核生物核糖体小亚基为编码真核生物核糖体小亚基 rRNA 的的 DNA 序序 列列。对对18S rRNA基因某个高变区进行测序基因某个高变区进行测序，用于研究环境样本中用于研究环境样本中 真核微生物群落结构多样性真核微生物群落结构多样性。 扩增子测序扩增子测序-ITS IT
12、S分为两个区域：分为两个区域：ITS1和和 ITS2，ITS1位于真核生物位于真核生物 rRNA 序列序列 18S 和和5.8S 之间之间，ITS2位于真核生物位于真核生物 rRNA 序列序列5.8S和和28S之间之间。 对对ITS1或或ITS2进行测序进行测序，用于研究环境微生物中真菌群落结构多用于研究环境微生物中真菌群落结构多 样性样性。 扩增子测序扩增子测序-技术参数技术参数 扩增子测序扩增子测序-分析结果分析结果 组成和相对丰度组成和相对丰度 系统发育树系统发育树 Roseburia Faecalibacterium Bacteroides Oscillibacter Alispite
13、s Escherichia/ Shigella Butyrate-producing bacterium 扩增子测序扩增子测序-分析结果分析结果 聚类分析聚类分析 宏基因组宏基因组 宏基因组宏基因组 元元基因组基因组 (宏基因组学宏基因组学) 研究研究不要求对每个微生物进行不要求对每个微生物进行 分离分离、纯化和培养纯化和培养，而是直接从样品中提取基因组而是直接从样品中提取基因组DNA 后进行测序分析后进行测序分析。通过元基因组测序通过元基因组测序，能够揭示微生物能够揭示微生物 群落多样性群落多样性、种群结构种群结构、进化关系进化关系、功能活性及环境之功能活性及环境之 间的相互协作关系间的相互
14、协作关系，极大地扩展了微生物学的研究范围极大地扩展了微生物学的研究范围。 产品产品 测序平台测序平台 测序策略测序策略 指标指标 宏基因组 PE150 300 bp文库 5 G/10 G Raw data 宏基因组宏基因组-技术参数技术参数 宏基因组宏基因组-分析结果分析结果 微生物多样性微生物多样性 宏基因组宏基因组-分析结果分析结果 微生物功能微生物功能 转录组测序转录组测序 转录组测序转录组测序 原核转录组原核转录组 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 转录出来的所有转录出来的所有mRNA。 由于原核生物由于原核生物mRNA没有没有polyA
15、尾结构尾结构，需要去需要去 除除rRNA。 产品产品 测序平台测序平台 指标指标 原核转录组 PE150 1 G/2 G clean data 转录组测序转录组测序 菌体样本菌体样本（一般不接收菌体样本一般不接收菌体样本） OD600约约0.6-0.8，106-108 cfu/mL，菌液离心除去培养基收集菌液离心除去培养基收集 菌体后菌体后，立即液氮速冻立即液氮速冻，-80保存保存，干冰寄送干冰寄送。 RNA 样本样本 RNA总量总量 3.0 g（单次建库单次建库），浓度浓度 50 ng/L； OD260/280 1.8，23S/16S 1，RIN 6.5； (无基因组污染无基因组污染，无蛋白
16、和杂质污染无蛋白和杂质污染，无颜色异常无颜色异常。) 转录组测序转录组测序 真核转录组真核转录组 产品产品 测序平台测序平台 指标指标 真核转录组 (有参) PE150 6 G clean data 真核转录组 (无参) PE150 12 G clean data RNA 样本样本 RNA总量总量 3.0 g（单次建库单次建库），浓度浓度 50 ng/L； OD260/280 1.8，23S/16S 1，RIN 6.5 (无基因组污染无基因组污染，无蛋白和杂质污染无蛋白和杂质污染，无颜色无颜色异常异常) 转录组测序转录组测序-分析结果分析结果 无参无参 有参有参 转录组测序转录组测序-分析结果分析结果 差异基因火山图差异基因火山图 基因结构和调控模式基因结构和
