三代微生物多樣性是基于PacBio SequelⅡ測序平臺,利用單分子實時測序的方法,對原核生物16S的全部V1-V9可變區域或真核生物的18S高變區域或ITS區域進行全長擴增,不僅能提高物種鑒定的分辨率,還能提高樣本中微生物組成鑒定的精確度,從而更全面的反應微生物的群落結構。
利用與二代測序相同的邊合成邊測序的原理,以SMRT芯片為載體;模板與特殊聚合酶結合后,4種不同熒光標記的脫氧核糖核苷三磷酸(dNTP)通過布朗運動隨機進入檢測區與聚合酶結合,按DNA模板序列延伸;通過檢測單個DNA分子的合成所產生的信號來進行測序,也可通過檢測相鄰兩個堿基的測序時間,來檢測一些堿基修飾情況。
圖1. PacBio測序原理[1]
于二代測序只能獲取1~2個高變區短讀長序列而言,三代測序能一次性測到所有高變區,同時也可以避免不同引物帶來的偏好性,從而提高微生物群落的分類學分辨率。
圖2. 測序長度和準確度
圖3. 物種鑒定結果
圖4. 微生物群落分布
圖5. 技術流程圖
研究小結:早期微生物與成年后疾病的發生發展有一定的關系,研究發現子宮、胎便、羊水和胎盤都有微生物存在,那么嬰兒胎便微生物來源與母體不同來源的樣本的關系如何呢?本文以39對母嬰的產婦樣本(羊水、糞便、陰道分泌物和唾液)和嬰兒胎便樣品為研究對象,基于PacBio三代全長測序技術進行16S rRNA檢測。檢測發現不同類型樣本間α多樣性和β多樣性存在特異性;同時除發現不同類型樣本各自的一些優勢菌(其中羊水和陰道分泌物的優勢菌為Lactobacillus和Curvibacter,胎便的優勢菌為Bacillus 和Escherichia/Shigella,產婦糞便的優勢菌為Bacteroides和Faecalibacterium,產婦唾液的優勢菌為Streptococcus和Prevotella)外,還發現了他們間共有OTUs,其中胎便菌群與羊水菌群的共有OTUs多于產婦糞便菌群和陰道菌群,由此推斷羊水菌群相比其他位點貢獻更大。此外,發現剖腹產和順產胎兒的胎便和羊水微生物群落結構無顯著差異。
圖6. 文章部分結果
參考文獻:
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