功能基因扩增子测序分析-基迪奥生物

微生物功能基因多样性分析是一种针对功能基因目标片段进行扩增测序的分析技术。与传统meta扩增子（如16S）相比，功能基因多样性仅针对有某类功能的微生物群体，而不是普遍的细菌。基迪奥提供氮循环过程的nifH（固氮）、nirS（Cu依赖反硝化）、nirK（细胞色素依赖的反硝化）三类目标微生物的多样性分析。

应用领域

1. 生境内微生物驱动的生物地球化学氮循环

2. 水体富营养化、土地荒漠化、土地健康状态等的探究评估

3. 全球气候变化（反硝化的副产物氧化亚氮是温室气体）

4. 珊瑚生态系统相关问题（固氮微生物与珊瑚的健康状态有关）

技术路线

分析内容

1.数据质控

reads过滤

tag拼接

Tag过滤

过滤数据统计

2.OPU聚类

OTU聚类及数据统计

OTU序列翻译为氨基酸序列

过滤统计

OPU聚类及数据统计

组间OPU比较韦恩图展示

3.物种组成分析

OPU物种注释

各样品在各分类水平上的序列数目统计

物种分类KRONA动态展示

各分类水平物种丰度堆叠图

各分类水平的物种丰度热图

各分类水平的物种丰度circos图

4. 指示物种分析

指示物种统计检验

物种富集三元图

指示物种LefSe分析

指示物种随机森林分析

5. alpha多样性分析

α多样性分析指数统计

各样本OTU稀释曲线

各样本Shannon稀释曲线分析

各样本rank abundance曲线分析

Welch’s T-test组间各α多样性指数差异分析

Wilcoxon组间各α多样性指数差异分析

Kruskal-Wallis组间各α多样性指数差异分析

Tukey组间各α多样性指数差异分析

6. beta多样性分析

OPU二维及三维PCA分析

（un）weighted unifrac、Jaccard、Bray样本间距离指数计算

样本距离UPGMA聚类树

样本距离的PCoA分析

样本距离的NMDS分析

Adonis组间群落结构差异显著性分析

Anosim组间群落结构差异显著性分析

样品要求

土壤：10 g；污泥/沉积物：5-10 g；

DNA：总量 ≥ 1 μg、浓度 ≥ 20 ng/μL、1.8 < OD260/280 < 2.0。

项目周期

标准流程的运转周期为45个工作日

应用案例

[1] Bednarz V N, van de Water J A J M, Rabouille S, et al. Diazotrophic community and associated dinitrogen fixation within the temperate coral Oculina patagonica[J]. Environmental microbiology, 2019, 21(1): 480-495.

[2] Chen J, Shen W, Xu H, et al. The Composition of Nitrogen-Fixing Microorganisms Correlates With Soil Nitrogen Content During Reforestation: A Comparison Between Legume and Non-legume Plantations[J]. Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 508.

Q1：扩增子测序能不能不设置生物学重复？单个样本的差异物种分析可以用哪种检验方式？

A：可以不设置重复，但是不建议。目前组学文章至少都要3个重复，而群落微生物所处的环境一般为客观环境，影响因素较为复杂，因此群落中物种组成与丰度及其不稳定，组内样本离散程度较大，所以一般都推荐5个重复以上。

单个样本的差异物种分析可以用卡方检验，但是结果不准确。

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