16S 高通量测序技术是一种用于研究微生物群落组成和多样性的分子生物学技术。以下是其相关介绍:
技术原理
选择 16S rRNA 基因的原因:16S rRNA 基因在原核生物(细菌和古菌)中普遍存在,具有高度的保守性和特异性。基因全长 1500bp 左右,包括间隔分布的保守区和可变区,不同种类的细菌有相同的保守区序列和不同的可变区序列。
测序流程:通过对微生物群落样本中 16S rRNA 基因的特定区域进行 PCR 扩增,再利用高通量测序平台对扩增产物进行测序,可获得大量的序列信息。
主要步骤
提取微生物总 DNA:从环境样本(如土壤、水体、生物组织等)或微生物培养物中提取微生物的总 DNA,确保提取的 DNA 质量和纯度满足后续实验要求。
PCR 扩增:使用针对 16S rRNA 基因特定可变区的引物进行 PCR 扩增,常用的引物如扩增 V3 - V4 区的 515F/806R 等。通过 PCR 将目标区域的 DNA 片段进行大量复制。
构建测序文库:将 PCR 扩增产物进行纯化、末端修复、加接头等处理,构建成适合高通量测序平台的文库。
高通量测序:将文库加载到高通量测序平台上进行测序,如 Illumina MiSeq、HiSeq 等平台,获得大量的短序列 reads。
生物信息学分析:对测序得到的大量序列数据进行处理和分析。包括去除低质量序列、拼接序列、聚类操作定义为操作分类单元(OTU),将 OTU 序列与已知微生物的 16S rRNA 基因序列数据库进行比对,从而鉴定微生物的种类,分析群落结构,比较不同样本间的群落差异等。
技术优势
检测全面:能同时对样品中的优势物种、稀有物种以及一些未知的物种进行检测,可覆盖低丰度物种。
准确性高:通过对大量序列的分析,可准确地鉴定微生物的种类和相对丰度,能较为准确地反映样品中的微生物群落结构。
无需培养:克服了传统微生物培养方法的局限性,可直接对环境样本中的微生物进行研究,避免了因培养条件限制而导致的微生物种类丢失。
16s高通量测序技术一般多用于肠道微生物菌群检测。当然其他领域,比如、环境、工业、农业微生物方面的检测也会用到。对于个人来讲,花个1000多做个16s检测还是很有必要的。
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