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宏基因組測序

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宏基因組測序

產品描述信息

     宏基因組(Metagenome),即特定小生境(如土壤,海洋,腸道等)中全部微小生物遺傳物質的總和,目前主要指環境樣品中細菌和真菌的基因組總和。宏基因組測序技術不依賴傳統的微生物分離培養過程,以高質量的環境樣品總DNA為研究材料,以DNA深度測序和功能基因篩選為研究手段,高通量識別復雜環境樣品中微生物的結構組成及功能。宏基因組測序,能夠解釋微生物群落多樣性、種群結構、進化關系、功能活性及環境之間的相互協作關系,發掘和研究新的、具有特定功能的基因,不僅提供物種分類及豐度信息,還能做基因功能及代謝通路相關分析,避開了微生物分離培養過程,極大地擴展了微生物資源的利用空間,為研究微生物相互作用提供了有效工具。

 

產品詳細信息

         新二代測序技術的發展,降低了測序的時間和成本,使得大規模多源基因體在各研究領域的應用成為可能。針對數據分析可利用高通量16S rRNA測序數據和現有的微生物基因組數據為基礎,為特定的測序項目提供更好的測序策略:

      1、宏基因組的基因注釋系統:運用比較基因組學的方法,對不同菌群(微生物種類數量組成不同)測序得到的長度不同的基因序列進行比較精確的基因結構注釋;

      2、宏基因組結構和基因功能分析比較:針對宏基因組測序拼接后得到的不同長度序列使用不同方法進行基因功能分析;不同宏基因組的基因組成及基因功能比較分析。

 

1、高通量:單次測序可產生大于50Mreads,產生至少10G的數據量,有利于發現特異物種信息,深度挖掘基因資源;

2、無偏向性:不僅可以發現高豐度的物種,還能發現痕量物種的信息,得到的數據在統計學上更接近菌群真實的物種分布;

3、高性價比:低成本,接近飽和的數據更能全面發掘物種的遺傳信息;

4、信息全面:同時獲得微生物群落的基因功能以及物種分布信息;

5、個性化分析:依照研究目的,定制個性化分析服務。

1、樣品類型:環境樣品DNA

2、樣品濃度:≥50 ng/ul

3、樣品總量:≥15ug;單次文庫制備用量為5ug,為保證實驗的順利進行,因此需保證樣品總量大于3次以上的建庫用量;

4、樣品純度:OD260/2801.8~2.2;

5、電泳要求:主帶清晰,無降解或輕度降解。

【案例一】:124人人體排泄物樣品中提取DNA,進行宏基因組測序,分析結果:找到了約330萬的非冗余基因,其中78%是新發現的;發現人腸道微生物與人腸道在KEGG代謝通路上存在功能互補;結果證實了健康個體與腸炎患者的腸道微生物種類存在差異。這些研究結果不僅可用于指導健康指標,而且這種新技術也有助于個體化醫療的實現。

【案例二】:纖維素是自然界中最豐富的碳水化合物資源。牛在反芻過程中涉及到纖維素的分解,研究牛的消化機制,將為尋找可用于生產生物燃料的酶奠定基礎。研究人員將柳枝稷樣品置于牛的瘤胃中培養72小時,采用Illumina平臺對附著在樣品上的所有微生物進行宏基因組測序。測序分析得到268 Gb的宏基因組數據,確定了超過27,775個碳水化合物相關的酶基因和15個高豐度不可培養的微生物基因組。將部分基因導入細菌,然后由這些細菌產生了90種蛋白質酶。這一數據集極大地豐富了纖維素相關降解微生物基因組及降解基因集。

[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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