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宏基因组学(Metagenomics),又称元基因组学,是以样本中的整个微生物群落作为研究对象,无需分离培养,直接提取样本DNA进行测序,研究环境微生物的群落结构、物种分类、系统进化、基因功能及代谢网络等,已广泛应用于微生物领域。技术原理是将样品中的所有基因组DNA随机打断成300bp左右的小片段,在片段两端加入通用引物进行高通量测序,再通过组装的方式将小片段拼接成较长的序列,分别和物种数据库和功能数据库比对,进行微生物群落结构多样性,基因功能,代谢通路等分析,从而进一步发掘和研究具有应用价值的功能基因及通路。
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元基因组
宏基因组
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扩增子测序是对特定长度的PCR产物或者捕获片段进行测序,研究微生物多样性及群落组成和丰度差异。16S/ITS/18S扩增子测序是对样本中细菌的16S rRNA,真菌的ITS和真核生物(藻类等)的18SrRNA基因序列进行高通量测序,序列既具有保守性,又具有高变性。通过对某一段高变区序列(如16S的 V3-V4区域,ITS的ITS1区域或18S的V4区域)或全长进行PCR扩增后进行高通量测序,与数据库比对得到物种注释信息,可以了解样本中的菌群组成及丰度,以及组间差异菌群。
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扩增子测序
微生物多样性
丰度差异
群落组成
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