微生物多样性测序,通常采用高通量测序技术,如Illumina MiSeq、Ion Torrent PGM、Roche 454或最新的PacBio SMRT等平台,其操作流程大致如下:
1. **样本采集与预处理**:
首先从土壤、水体、肠道等各种环境中采集微生物样本。然后进行DNA提取,包括物理破碎、化学裂解、蛋白酶K消化、有机溶剂抽提和纯化等步骤,得到微生物总DNA。
2. **PCR扩增与文库构建**:
使用通用引物对16S rRNA基因(细菌)或ITS区域(真菌)进行PCR扩增。扩增产物经过纯化后,进行末端修复、加A尾、接头连接等步骤,构建出可用于测序的文库。
3. **质量控制与定量**:
利用琼脂糖凝胶电泳和qPCR等方法对构建好的文库进行质量检测和定量,确保文库的质量满足上机测序的要求。
4. **测序平台操作**:
将合格的文库装载到测序平台上。例如,在Illumina MiSeq平台上,通过桥式PCR将待测序列附着在流动槽内,随后进行簇生成,每个簇代表一个待测分子。测序时,利用边合成边测序(SBS)原理,根据荧光信号读取碱基序列。
5. **原始数据获取与质控**:
测序结束后,获得大量的原始序列reads。对这些原始数据进行质量检查和过滤,去除低质量、接头污染、嵌合体等无效序列。
6. **生物信息学分析**:
对过滤后的高质量序列进行OTU聚类、物种注释、Alpha多样性(如Shannon指数、Chao1丰富度等)、Beta多样性(如PCA、PCoA、NMDS等)、群落结构分析等,以揭示微生物多样性和群落组成。
7. **数据分析与解读**:
结合实验设计和研究目的,对微生物多样性数据进行深入挖掘和统计检验,从而解析微生物群落结构特征及其与环境因子之间的关系。
以上就是微生物多样性测序的测序平台操作与实验流程的基本框架。