參考教材：《生物信息學(xué)》（第二版） 樊龍江 主編
延伸閱讀：
[1]靳一丹,陸雅海.大數(shù)據(jù)時(shí)代土壤微生物地理學(xué)的研究進(jìn)展與展望[J/OL].生態(tài)學(xué)報(bào):1-13[2022-03-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20220316.1715.018.html
[2]Ortseifen, V., Stolze, Y., Maus, I., Sczyrba, A., Bremges, A., Albaum, S.P., Jaenicke, S., Fracowiak, J., Pühler, A., Schlüter, A., 2016. An integrated metagenome and -proteome analysis of the microbial community residing in a biogas production plant. Journal of Biotechnology 231, 268–279.. doi:10.1016/j.jbiotec.2016.06.014
概念
宏基因組以環(huán)境樣本中全部微生物的混合基因組序列或者16S rDNA等基因序列，以及最新發(fā)展起來的以環(huán)境中所有轉(zhuǎn)錄本為研究對(duì)象。
16S rDNA測序原理及特點(diǎn)
16S rDNA
16 ribosome RNA gene，編碼核糖體上16S rDNA亞基的基因。需要說明的一點(diǎn)是rRNA通常指rDNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，它是構(gòu)成核糖體的重要成分，核糖體由許多小的rRNA分子組裝而成，16S rDNA是其中的一個(gè)組件。
特點(diǎn)：DNA提取容易，也比較穩(wěn)定；占細(xì)菌總RNA量的80%以上；基因序列長短適中；結(jié)構(gòu)中既有保守區(qū)域又有變異區(qū)域，是較好的生物標(biāo)志物。
rRNA
微生物rRNA具有高度保守性而有微生物“化石”之稱，這些保守性能夠反映微生物之間的親緣關(guān)系，為系統(tǒng)發(fā)育重建提供線索。
然而rRNA的序列組成也不是完全保持恒定的，其中存在一定的高度可變性區(qū)域，稱為“可變區(qū)”。這種高可變區(qū)具有屬或種的特異性，隨親緣關(guān)系不同而有一定的差異，因此，rRNA基因可以作為揭示生物物種的特征核酸序列，被認(rèn)為是最適于細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定的指標(biāo)。
原理
宏基因組測序原理及特點(diǎn)
特點(diǎn)
可以一次進(jìn)行多個(gè)物種DNA混合測序
難點(diǎn)
1.如何將DNA從環(huán)境雜質(zhì)中分離出來；
2.建立大型DNA文庫和鑒定不同物種的DNA基因組片段。
方法
將來自環(huán)境樣品中的DNA與雜質(zhì)分離，根據(jù)研究的類型，克隆大小不同的DNA片段。
對(duì)于大片段，可以用黏粒、F黏粒和BAC載體來產(chǎn)生插入文庫，通過針對(duì)特定遺傳標(biāo)志基因的引物和探針，利用PCR或雜交的方法，掃描文庫以尋找未獲培養(yǎng)微生物的基因組片段。此外，也可以從插入片段中產(chǎn)生隨機(jī)序列，來鑒定大插入片段文庫中的遺傳標(biāo)記基因。
對(duì)于小片段，將其克隆到高通量測序載體中，但可信度小。
宏轉(zhuǎn)錄組測序原理及特點(diǎn)
概念
宏轉(zhuǎn)錄組測序是宏基因組測序及分析的衍生物，以環(huán)境微生物的全部轉(zhuǎn)錄本為對(duì)象。
步驟
1.樣品收集
2.群體RNA的提取
3.cDNA的合成
4.隨機(jī)測序
5.數(shù)據(jù)分析
延伸閱讀
參考文獻(xiàn)：靳一丹,陸雅海.大數(shù)據(jù)時(shí)代土壤微生物地理學(xué)的研究進(jìn)展與展望[J/OL].生態(tài)學(xué)報(bào):1-13[2022-03-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20220316.1715.018.html
