微生物多样性测序-欧易生物

微生物多样性测序

微生物多样性测序是基于高通量技术对特定基因序列进行测序，能同时对样品中的优势物种、稀有物种以及
些未知的物种进行检测。获得样品中的微生物群落组成以及它们之间的相对丰度。
探讨微生物多样性对于研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用有着重要的理论和现实意义。

科学方案到信息分析一站式服务

欧易特色

针对客户的不同研究需求提供灵活多变的研究方案
专业成熟的样本制备、建库以及数据分析流程，客观还原样品本身的菌群结构以及丰度
针对大量的样本以及分组复杂的样本，具有清晰的逻辑处理思路，专业的分组对比分析能力
针对客户提出的个性化分析需求，提供专业的分析服务
针对客户的研究目的和需求提供专业的个性化定制分析建议

生物信息学数据分析

九大分析模块，47项标准分析配置，分析架构即文章写作架构
七个分析学水平，五种常规距离算法，数据分析面面俱到，无死角

数据质控和统计	三元相图	（3D-）PCoA分析	ANOSIM分析
OUT聚类和分类注释	OUT稀释曲线	（3D-）NMDS分析	RDA/CCA分析
Venn图	Shannon-Wiener曲线	样本层次聚类分析	相关性Heatmap图
Flower plot	PD稀释曲线	ANOVA差异统计分析	Network网络分析
Tags注释情况统计	Alpha多样性指数分析	Kruskal Wallis差异统计	lndicator分析
群落组成柱状图	多样性指数boxplot图	T test/Wilcoxon差异统计	随机森林分析
群落组成面积图	Specaccum物种累计曲线	差异物种Heatmap图	系统发育进化分析
群落组成Heatmap图	β多样性指数分析	差异物种Boxplot图	KEGG功能预测
群落组成Krona图	Rank Abundance分析	LEfSe分析	COG功能预测
Circos图	（3D-）PCA分析	PERMANOVA/Adonis	……

立即咨询

典型分析结果展示 | 农业篇

Boxplot箱线图
直观展示样本组间物种的丰富度和多样性

物种组成Heatmap图
直观展示不同样本中优势物种组成情况

样本与物种对应Circos图
直观展示不同样本中物种分布的情况

典型分析结果展示 | 医学篇

LEfSe分析
展示2组及以上样本组间物种差异情况

随机森林分析
筛选潜在的生物标记物（Biomaker）

ROC分析
验证Biomark诊断结果的准确性

案例一甘草酸调节肠道菌群防止高脂饮食增强的转移前生态位形成和转移

Modulation of intestinal microbiota by glycyrrhizic acid prevents high-fat

diet-enhanced pre-metastatic niche formationand metastasis

研究背景

肥胖是乳腺癌、晚期恶性黑色素瘤和结直肠癌的危险因素。这种现象在长时间高脂肪饮食（HFD）的小鼠中也有表现。 HFD 已被报道可促进肺转移前微环境的形成，但其具体作用尚未研究透彻。 HFD 可引起肠道菌群的变化促进肠癌的发生。此外，脂多糖（LPS）诱导的炎症可增加黑色素瘤的肺转移、代谢产物脱氧胆酸（DCA）则促进肝细胞癌的生长，故而从肠道菌群中下调 LPS 和 DCA 可能是 HFD 增强转移的潜在治疗策略。肺转移前微环境中巨噬细胞的募集有助于 HFD 对乳腺癌转移的促进作用，其中的 M1 型巨噬细胞增强结肠、肝细胞和卵巢癌细胞的转移潜能。而 LPS 诱导 HMGB1 的释放，后者通过 NF-κB 信号促进M1 型表型。但通过重塑肠道菌群来调节巨噬细胞是否能阻止转移前微环境的形成和转移目前尚不清楚。甘草酸（GA）作为一种三萜皂苷，已被发现可以抑制肿瘤生长、黑色素瘤转移，改善 HFD 诱导的小鼠模型的肥胖和非酒精脂肪肝，并可抑制 HMGB1 活性。但其是否可以阻止 HFD 介导的肠道失调和转移前微环境的形成尚未报道。

技术路线

研究结果

图1 GA调节肠道微生物抑制HFD诱导的转移前微环境形成

图2 GA调节的肠道微生物群可改变巨噬细胞表型及其细胞因子的产生

研究结论

本研究证明GA可以通过肠道微生物群降低HFD促进的转移前微环境的形成和转移，并发现其中的作用机制，即GA通过LPS/HMGB1/NF-κB信号减少 M1型巨噬细胞缓解由 HFD促进的转移，从而提供了一种新的潜在的阻止转移的治疗策略。

参考文献

Qiu Miao,Huang Keqing,Liu Yanzhuo et al. Modulation of intestinal microbiota by glycyrrhizic acid prevents high-fat diet-enhanced pre-metastatic niche formation and metastasis.[J] .Mucosal Immunol, 2019, 12: 945-957.

案例二植物根际微生物对开花时间影响的研究

Rhizosphere microorganisms can influence the timing of plant flowering

研究背景

近年10年的研究表明，植物根际微生物群在植物的生长和繁殖中起着至关重要的作用，根际微生物群可以抵御病原体，通过产生植物激素来改善生长，并可以帮助植物抵御环境干扰，还可促进表型变化。但是对植物微生物群、根系分泌物以及植物生长与繁殖之间的相互作用的理解仍然很有限。根系分泌物占光合固碳总量的5-21％，有助于促进形成植物根际微生物群落；也可能包含信号传导和化学吸引分子，这些分子会吸引有益微生物聚集，有助于增强病原体抗性、蓄水性和促进生长激素的合成，并影响植物表型。作者通过研究根系分泌物、土壤微生物和植物生理之间的相互关系，发现它们之间的相互作用具有影响根际群落动态变化的能力，并通过复杂的反馈机制改变植物表型的潜力。

技术路线

研究结果

图1 跨代微生物实验设计和根际微生物群落概况

图2 两种拟南芥株系的根系分泌物

研究结论

了解根际微生物的群落/功能关系以及与植物生理学相互作用对确定植物微生物组在调节生物地球化学循环、植物生长和物候学中的作用至关重要。作者确定了一个新的代谢网络，发现分泌物影响植物的根际微生物群，然后通过产生IAA来调节开花时间，还可通过调节氮利用来影响营养生长。IAA促进植物生长也进一步刺激分泌物渗出，并因此以积极的反馈机制影响开花时间。

参考文献

Lu Tao, Ke Mingjing, Lavoie Michel et al. Rhizosphere microorganisms can influence the timing of plant flowering.[J]. Microbiome, 2018, 6: 231.

常见问题

Q1. 欧易生物提供哪些样本类型的微生物16S多样性检测？

针对宿主的相关样品，如粪便、肠道内容物；针对环境的相关样品：土壤、水体、底泥、沉积物，欧易生物均可提供微生物16S多样性检测。

Q2. 微生物16S多样性测序一般的送样要求是什么？

DNA样本：总量 > 500 ng，浓度 > 20 ng/µl，无明显降解；土壤或底泥样本：2 g；粪便或肠道内容物：2 g；水体样本：直径 3-5 cm的滤膜一张，滤膜上可见附着物。

单次送样样本量需 ≥ 20个，送样管（冻存管）务必标清样品编号，管口使用Parafilm封口膜密封（防止样本间交叉污染），并将填写完整的送样订单用自封袋密封后，随同样品一起使用干冰运输寄送至公司。

Q3. 进行环境微生物16S多样性测序一般可以鉴定到物种的哪个分类水平？

一般利用二代测序平台进行16S rRNA基因测序可以分类到属的级别，一方面现有主流参考物种数据库（Silva、NCBI和Greengenes等）和对应的物种分类软件在注释到属水平时相对准确，另一方面二代测序读长较短，而微生物在种或菌株分类学水平上物种间16S rRNA基因碱基序列差异较低，因而在种水平上的分类学信息置信度较低。

Q4. 微生物16S多样性测序的应用领域？

环境微生物多样性测序的应用领域非常广：包括疾病诊断、疾病机理、药效评价、药物机理等医药方面；环境微生物差异研究、生物地理学研究等环境生态学方面；植物保护、连作障碍、作物生长与根际微生物关系等植物科学方面；动物肠道微生物研究等动物科学方面；污水处理、油污利用、酿酒微生物研究等工业应用方面；还有某些重要次生代谢物相关的环境微生物多样性研究等。