微生物群落多样性测序与功能分析( 十 )



微生物群落多样性测序与功能分析

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29菌群代谢功能展望
经由过程 16S/ITS 多样性测序可以精确知道群落的物种布局 , 但越来越多的研究表白 , 微生物的群落功能构成比物种构成与情况关系更为紧密亲密 。 基于 16S/ITS 的测序成果进行功能展望的方式有 PICRUSt、Tax4Fun、FAPROTAX及BugBase


FAPROTAX生态功能展望
FAPROTAX是一条目在2016年颁发在SCIENCE上的较新的基于16S测序的功能展望软件 。 它整合了多个已颁发的可培育菌文章的原核功能数据库 , 数据库包含跨越4600个物种的7600多个功能注释信息 , 这些信息共分为nitraterespiration,methanogenesis, fermentation 和plant pathogenesis等80多个功能分组 。
FAPROTAX是基于今朝对可培育菌的文献资料手动清算的原核功能注释数据库 , 其包含了收集自4600多个原核微生物的80多个功能分组(如硝酸盐呼吸、产甲烷、发酵、植物病原等)的7600多条功能注释信息 。
若是PICRUSt在肠道微生物研究更为适合 , 那么FAPROTAX尤其合用于生态情况研究 , 出格是地球化学物质轮回阐发 。 FAPROTAX合用于对情况样本(如海洋、湖泊等)的生物地球化学轮回过程(出格是碳、氢、氮、磷、硫等元素轮回)进行功能注释展望 。 因其基于已颁发验证的可培育菌文献 , 其展望精确度可能较好 , 但比拟于上述PICRUSt和Tax4Fun来说展望的笼盖度可能会降低 。
参考文献: Louca, S., Parfrey, L. W. & Doebeli, M. Decoupling function and taxonomy in the global ocean microbiome. Science 353, 1272–1277(2016).
FAPROTAX可按照16S序列的分类注释成果对微生物群落功能(出格是生物地化轮回相关)进行注释展望 。 图中横坐标代表样本 , 纵坐标暗示包罗碳、氢、氮、硫等元素轮回相关及其他诸多功能分组 。 可快速用于评估样品来历或特征 。

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30基于BugBase的表型分类比力
Bugbase也是16年所供给办事的一条目免费在线16S功能展望东西 , 到本年才颁发文章发布其软件道理 。 该东西本家儿要进行表型展望 , 此中表型类型包罗革兰氏阳性、革兰氏阴性、生物膜形当作、致病性、移动元件、氧需求 , 包罗厌氧菌、好氧菌、兼性菌)及氧化勒迫耐受等7类
参考文献:Thomas A M, Jesus E C, Lopes A, et al. Tissue-associated bacterial alterations in rectal carcinoma patients revealed by 16S rRNA community profiling[J]. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2016, 6.

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31Picrust群落功能差别阐发
经由过程对已有测序微生物基因组的基因功能的组成进行阐发后 , 我们可以经由过程16s测序获得的物种组成猜测样本中的功能基因的组成 , 从而阐发分歧样本和分组之间在功能上的差别(PICRUSt Nature Biotechnology, 1-10. 8 2013) 。

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