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宏基因组测序

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宏基因组测序

产品描述信息

     宏基因组(Metagenome),即特定小生境(如土壤,海洋,肠道等)中全部微小生物遗传物质的总和,目前主要指环境样品中细菌和真菌的基因组总和。宏基因组测序技术不依赖传统的微生物分离培养过程,以高质量的环境样品总DNA为研究材料,以DNA深度测序和功能基因筛选为研究手段,高通量识别复杂环境样品中微生物的结构组成及功能。宏基因组测序,能够解释微生物群落多样性、种群结构、进化关系、功能活性及环境之间的相互协作关系,发掘和研究新的、具有特定功能的基因,不仅提供物种分类及丰度信息,还能做基因功能及代谢通路相关分析,避开了微生物分离培养过程,极大地扩展了微生物资源的利用空间,为研究微生物相互作用提供了有效工具。

 

产品详细信息

         新二代测序技术的发展,降低了测序的时间和成本,使得大规模多源基因体在各研究领域的应用成为可能。针对数据分析可利用高通量16S rRNA测序数据和现有的微生物基因组数据为基础,为特定的测序项目提供更好的测序策略:

      1、宏基因组的基因注释系统:运用比较基因组学的方法,对不同菌群(微生物种类数量组成不同)测序得到的长度不同的基因序列进行比较精确的基因结构注释;

      2、宏基因组结构和基因功能分析比较:针对宏基因组测序拼接后得到的不同长度序列使用不同方法进行基因功能分析;不同宏基因组的基因组成及基因功能比较分析。

 

1、高通量:单次测序可产生大于50Mreads,产生至少10G的数据量,有利于发现特异物种信息,深度挖掘基因资源;

2、无偏向性:不仅可以发现高丰度的物种,还能发现痕量物种的信息,得到的数据在统计学上更接近菌群真实的物种分布;

3、高性价比:低成本,接近饱和的数据更能全面发掘物种的遗传信息;

4、信息全面:同时获得微生物群落的基因功能以及物种分布信息;

5、个性化分析:依照研究目的,定制个性化分析服务。

1、样品类型:环境样品DNA

2、样品浓度:≥50 ng/ul

3、样品总量:≥15ug;单次文库制备用量为5ug,为保证实验的顺利进行,因此需保证样品总量大于3次以上的建库用量;

4、样品纯度:OD260/2801.8~2.2;

5、电泳要求:主带清晰,无降解或轻度降解。

【案例一】:124人人体排泄物样品中提取DNA,进行宏基因组测序,分析结果:找到了约330万的非冗余基因,其中78%是新发现的;发现人肠道微生物与人肠道在KEGG代谢通路上存在功能互补;结果证实了健康个体与肠炎患者的肠道微生物种类存在差异。这些研究结果不仅可用于指导健康指标,而且这种新技术也有助于个体化医疗的实现。

【案例二】:纤维素是自然界中最丰富的碳水化合物资源。牛在反刍过程中涉及到纤维素的分解,研究牛的消化机制,将为寻找可用于生产生物燃料的酶奠定基础。研究人员将柳枝稷样品置于牛的瘤胃中培养72小时,采用Illumina平台对附着在样品上的所有微生物进行宏基因组测序。测序分析得到268 Gb的宏基因组数据,确定了超过27,775个碳水化合物相关的酶基因和15个高丰度不可培养的微生物基因组。将部分基因导入细菌,然后由这些细菌产生了90种蛋白质酶。这一数据集极大地丰富了纤维素相关降解微生物基因组及降解基因集。

[1] Elizabeth M Ross, Peter J Moate, Carolyn R Bath,et al. High throughput whole rumen metagenome profiling using untargeted massively parallel sequencing. BMC Genetics, 2012, 13: 53-66.

[2] Hess M, Sczyrba A, Egan R, et al. Metagenomic discovery of biomass-degrading genes and genomes from cow rumen. Science, 2011, 331(6016): 463-467.

[3] Qin J, Li R, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing[J]. Nature, 2010, 464(7285): 59-65.

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