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技术介绍 | 微生物多样性测序

发布时间 2022-12-02

微生物多样性测序（又称扩增子测序）是一种利用高通量测序技术对PCR所扩增的16S、18S、ITS等微生物物种特征序列的PCR产物进行检测的研究方法。此类方法不需要对微生物进行分离纯化培养，尤其适用于环境微生物等样本的研究。

技术优势

▶ 不需纯化培养，高通量检测样本中微生物，可检测不可培养的微生物。

技术路线

图1.png

技术参数

▶ 样本要求

土壤：10g/sample

粪便：3-5g/sample

血液：10mL/sample

污泥/沉积物：5-10g/sample

DNA：总量≥1μg，浓度≥20ng/μL

应用方向

▶ 医学领域：常见疾病与人体微生物的关系研究；

▶ 动物领域：肠道、瘤胃（如产甲烷菌类群）与动物健康/营养消化研究等；

▶ 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研究等；

▶ 环境领域：雾霾处理、污水治理、石油降解、酸性矿水处理及海洋环境研究等；

▶ 特殊极端环境：极端环境条件下的微生物类群研究。

案例分析

图2.png

海洋微塑料的暴露造成斑马鱼肠道损伤

研究对象：斑马鱼

期刊：Journal of Hazardous Materials

影响因子：14.224

发表时间：2022年

研究内容

“微塑料”是指直径从几微米到几毫米的塑料碎片和颗粒，是形状多样的非均匀塑料颗粒混合体，也是一种造成水环境污染的主要载体，被形象地称为“海中的PM2.5”。微塑料（MPs）污染在水生环境中普遍存在，通过富集污染物并在生物体内不断积聚，最终影响整个生态环境（包括人类健康）。许多研究发现，不同营养水平水生生物的消化器官中均含有MPs。聚乳酸（PLA）是一种使用最广泛的生物基塑料，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种高产量的石油基塑料。虽然已有研究证实PLAMPs会引起成年斑马鱼、幼年斑马鱼和幼年蜻蜓的一些行为变化和生化功能障碍，但其可生化性对水生动物的潜在影响与传统MPs不同。

研究结果

为了确定生物基可降解MPs对水生动物消化道的毒理作用，将成年斑马鱼暴露于生物基PLAMPs和石油基PE TMPs中15天，比较斑马鱼对两种不同类型MPs的摄食倾向，检测PLA MPs和PET MPs对肠道的损伤。此外，还对斑马鱼肠道16s rDNA基因进行了高通量测序，以评估PLA对肠道菌群失调的影响。与石油基PETMPs相比，生物基PLA MPs对斑马鱼肠道的损伤更大。PLA MPs还会引起肠道微生物群结构和多样性的特殊变化，这些变化与鱼类能量代谢和细胞过程的紊乱有关。推测在长期生物基MPs暴露下，PLA等可能通过改变肠道菌群的组成对动物健康造成更复杂的影响，因此值得我们进一步关注。

结果展示

肠道微生物组成的变化，在Ctr组、PET组和PLA组中，斑马鱼肠道微生物的OTU数量分别为2408、1884和1840。暴露于PET或PLA MPs的斑马鱼肠道微生物多样性大大减少。PET和PLA处理中特有OTU的数目分别为384和931（图5A）。PCoA结果进一步表明PET组与Ctr组相似，而PLA组与Ctr组和PET组有显著差异（R=0.264，p=0.046）。因此，与PET MPs相比，PLA MPs对肠道微生物组成的影响更大。

生信分析

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