高通量测序技术的发展及其在临床检测中的应用

如今的高通量测序技术已经历不同代次的更迭,性能和技术日趋成熟与稳定,在临床样本的病原体鉴定、肿瘤检测、疾病诊断、遗传病检测等领域为精准医疗提供了一个高效的分析检测工具.通过对DNA或RNA序列的测定与拼接,能够发掘更多与疾病、肿瘤、微生物相关的基因组学信息,迅速把握病情的原因以及与患者临床特征相关的感染情况,对于疾病的...     

高通量测序在蜜蜂基因组中的应用及研究进展

【目的】回顾近些年来在蜜蜂基因组研究领域取得的进展,为后续进一步研究提供参考。【方法】检索蜜蜂高通量测序相关文献并归纳总结,获得高通量测序在蜜蜂基因组中的应用和研究进展。【结果】高通量测序主要应用于蜜蜂线粒体基因组、核基因组和转录组3个方面。目前,蜜蜂属（Apis）下所有9个种的线粒体基因组以及6个种的全基因组已被获得。基于转录组测序分析,一些与蜜蜂重要性状相关的候选基因被靶定。【结论】高通量测序技术的快速发展,使得该技术在蜜蜂基因组学的研究应用范围不断扩大、应用深度不断加深。这为研究蜜蜂分类、系统演化、群体遗传、亲缘关系、群体历史等提供了重要的数据支撑,也为进一步筛选和利用关键基因提供了理论支持。     

基于高通量测序的液态奶中微生物多样性研究

目的 为探究不同液态奶样品中微生物的菌群组成和其多样性。方法 采用高通量测序技术对液态奶中细菌16S rRNA的V₃-V₄区进行测序,研究了四组液态奶样品在门水平和属水平的菌群结构。结果 四组样品中共有分类操作单元(Operational Taxonomic Unit, OTU)数目为119个,独有的OTU数分别占15.0%、6.85%、8.86%和12.35%。在门水平,厚壁菌门和变形菌门是四组液态奶的共有菌门,其中4组样品中厚壁菌门的相对丰度分别为38.9%、73.8%、20.9%、29.6%,变形菌门的相对丰度分别为46.9%、10.0%、28.0%、17.2%;在属水平,4组液态奶中的优势菌属分别是芽孢杆菌属、短波单胞菌属;芽孢杆菌属;Cloacibacterium和寡养单胞菌属;芽孢杆菌属、微杆菌属和异常球菌属。结论 四组样品在门水平的菌群组成基本相似。属水平上,液态奶中含有的不动杆菌属、芽孢杆菌属和克雷伯氏菌属属于嗜冷菌,这些菌属可以导致液态奶发生腐败变质等现象。这为今后探索液态奶中腐败菌防治措施提供重要依据。     

基于高通量测序技术的松材线虫研究进展

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)是松树萎蔫病的病原,严重威胁欧亚等国的松林资源和生态安全。自2011年松材线虫基因组首次公布以来,高通量测序技术成为该病害的重要研究手段之一。笔者从松材线虫的功能基因、非编码RNA、转录表达差异和基因组学等方面综述其致病机理,认为随着高通量测序技术的快速发展,在转录组相关研究方面,可尝试开展空间转录组、单细胞测序等新技术,在染色体基因组的支持下寻找松材线虫中具有潜在调控功能的长链非编码RNA、融合基因和环状RNA等罕见核酸分子,挖掘可能存在的甲基化、RNA编辑、结构变异等未知现象;在基因组学研究方面,可以开展基因家族扩增、大样本全基因组关联分析和数量性状定位等研究,以挖掘与松材线虫致病力和繁殖力等重要性状紧密关联的基因或位点,阐明松材线虫不同种群在进化过程中发生的适应性变化。     

基于大数据的微生物高通量测序

为了探究生活垃圾对其周围土壤中微生物物种、群落组成及丰富度等的影响,实验研究采集了贵阳市某一垃圾填埋场内的伴生土壤、垃圾填埋场近距离土壤、远距离对照土壤进行检测分析。实验基于Illumina Novaseq6000高通量测序平台分析微生物多样性,利用Silva、Unite、NCBI等数据库进行分析。结果表明：3组土壤中的微生物物种多样性都比较丰富,Latescibacteria和Nitrospirae是垃圾填埋场伴生土壤中没有的,未见Rokubacteria。实验结果可以为垃圾渗滤液对土壤中微生物的多样性影响提供数据参照和理论指导。     

用18SrRNA高通量测序分析马岭河生物多样性

用18S高通量测序技术于2022年5月对兴义市马岭河上、中、下游3个地点进行真核浮游生物的调查。调查得到样本涵盖真核浮游生物17个门,116种。其中,优势物种为绿藻。通过分析浮游生物群落、优势种、浮游生物丰度、多样性指数和均匀度指数,评价马岭河的水质状况,为研究喀斯特水体中生物多样性奠定基础。     

上海健康人群夏冬两季皮肤真菌群落组成:基于高通量测序技术的研究

皮肤真菌与人体皮肤的健康状态有着紧密联系.本实验应用高通量测序技术对8名健康白领工作者7处皮肤部位分夏、冬两季采集得到的样品进行真菌群落组成和结构多样性研究.应用高通量测序得到113 759条有效序列,分属真菌2个门的99个属.担子菌门(Basidiomycota)的马拉色菌属(Malassezia)在各样品中丰度最高,达48.2%;在额头、背部和鼻孔等部位丰度高于其他采样部位;夏季马拉色菌在男性样品中丰度高于女性.其次是念珠菌属(Candida),在前臂、手背和指缝等部位丰度较高,背部则含量极少;女性样品中念珠菌丰度夏季远高于冬季,而男性中则随季节变化比较稳定.其他主要皮肤真菌有白粉菌属(Erysiphe)、枝孢霉菌属(Cladosporium)、链格孢霉属(Alternaria)和曲霉属(Aspergillus)等.多样性分析结果显示季节和皮肤部位是影响皮肤真菌群落组成的两个主要因素,性别的影响力相对较低.聚类分析结果表明,受试者自身皮肤真菌群落结构随季节变化的差异比同季节内各受试者之间的差异还要大.     

基于高通量测序分析玉米黄酒微生物多样性

为了探究玉米黄酒在传统发酵过程中微生物群落结构与酒体风味之间的联系,利用高通量测序方法对传统发酵玉米黄酒中微生物群落进行研究,结果表明,黄酒发酵过程中微生物结构高度不一.在门水平下,变形菌门是绝对优势细菌,占比66.41％～86.88％,同时检测到拟杆菌门和放线菌门等.子囊菌门是绝对优势真菌,占比97.42％～99.3...     

Illumina高通量测序分析百合内生真菌群落多样性

百合具有较高的药用食用价值,研究发现它的许多内生菌代谢产物有进一步开发利用的潜能,深入了解百合内生真菌群落结构与多样性,有助于发现新菌种以及具有特定功能的内生菌代谢产物。以ITS区的rDNA为靶标序列,采用Illumina MiSeq测序技术分别对百合叶片(bhy417)、百合茎秆(bhj417)和百合地下鳞茎(bhl417)三个样品的内生真菌群落结构组成和多样性进行测定分析。经过分析有以下结果:三个样品共得到用于后续样品分析的436394条有效序列和122205709个碱基;样品bhy417的内生真菌群落丰富度最大;三个样品之间的内生真菌群落多样性差异不显著、群落结构不同;球腔菌属Mycosphaerella、外囊菌属Taphrina、炭疽菌属Colletotrichum、散斑壳属Lophodermium、壳二孢属Ascochyta、Zymoseptoria属、Catenulostroma属、Phaeophleospora属、Endoconidiophora属、Hormonema属、乌氏霉属Uwebraunia、Capnobotrylla属、丛赤壳属Neonectria、长毛盘菌属Trichophaea等在样品中丰度较高。FUNGuild功能预测结果显示,百合内生真菌包括以下功能菌群:植物病原菌、动物病原菌、腐生菌、未定义腐生菌、内生菌、木材腐生菌、地衣寄生菌等。研究结果表明百合有丰富的内生真菌定殖,其中的植物病原菌以及一些目前还未鉴定出来的菌将可能对百合生防菌以及具特定功能代谢产物的研发提供帮助。     

基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构

利用高通量测序技术对阳极生物膜的微生物群落结构进行了分析.实验结果表明,高通量测序能够高效地获取电化学生物膜的群落结构信息,产电模式菌Geobacter属在生物膜中占据着优势地位,其数量比例达到30%左右,其次的主要菌属为Thermovirga,Thauera和Syntrophorhabdus.对比电化学活性丧失前后的生物膜发现,虽然Geobacter菌属在丧失了电化学活性的生物膜中仍然占据统治地位,但是放线菌门的细菌增长显著,其数量比例远高于正常阳极生物膜的0.5%,有可能是抑制生物膜电化学活性的因素之一.     

基于高通量测序技术下的心脑血管疾病患病风险评估模型研究

心脑血管疾病是一种严重威胁人类健康的常见疾病,且在中等发达国家的患病率正处于逐年上升的趋势,针对无症状个体患者进行全面可靠的风险评估是预防该疾病的关键.基于高通量测序平台,以高通量测序数据为基础,通过使用多元线性回归模型来预测与心脑血管疾病高度相关的基因和SNP位点的odds ratio(OR)值信息,以此构建心脑血管风险评估模型.将这一模型预测所得到的风险评估结果与临床诊断结果进行比较,两者具有高度的一致性.     

基于高通量测序技术的连作杨树人工林土壤细菌多样性研究

土壤细菌在土壤微生物中占有重要地位,在土壤环境中具有十分重要的生态功能。为了了解杨树人工林根际和非根际土壤的细菌群落结构,明确连作对杨树土壤细菌多样性的影响,采用454焦磷酸测序技术对连作杨树人工林根际土壤和非根际土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,根际土壤共得到了3 036个OTU,非根际土壤共得到了3 051个OTU,两组样品共同包含的OTU共有1 404个。两组土壤的共有细菌群落有12个,其中Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria为优势菌群。从丰富度指数Chao1和多样性指数Shannon角度分析,发现连作导致根际土壤和非根际土壤细菌的丰富度和多样性都有所下降,且根际土壤细菌群落的改变更为显著。     

外显子组测序技术述评

外显子组测序主要包括3个步骤:目标序列的富集、DNA测序、生物信息学分析。笔者介绍了外显子组测序技术及其在遗传研究中的应用,分析了该技术的优势和不足,并对其应用前景进行了展望。与转录组和全基因组测序技术相比,外显子组测序在编码基因获取方面具有高效、准确、低成本的特点; 与全基因组关联分析技术(Genome-wide association analysis, GWAS)相比,能有效检测基因组中编码基因的稀有变异,但还不能检测到基因组水平上较大的结构性变异以及内含子区域的信息。目前,外显子组测序技术在人类单基因控制的遗传疾病和多基因控制的复杂疾病的分子机理研究中,能准确找到孟德尔遗传疾病致病基因; 在动植物上能成功检测到目标编码区的核苷酸变化。随着模式木本植物全基因组测序的完成,利用该技术可以加快对木本植物性别、林木抗逆性及生长等重要性状基因的定位,应用前景广阔。     

绵羊骨骼肌转录组高通量测序从头组装和特征分析

本实验旨在对绵羊肌肉转录组进行组装分析,以丰富绵羊的基因组并为进一步对绵羊的相关基因的分子遗传学研究奠定基础。选取Illumina Hiseq 2000测序平台对杜泊羊和小尾寒羊的骨骼肌转录组文库进行了高通量测序,并对测序数据进行从头组装分析。结果表明:两个测序文库共得到103058824个长为2×90bp的高质量的测序序列,经从头组装共产生了145524个unigenes。两个文库间有5718个unigenes差异表达,经GO注释分析后发现它们主要分布在细胞、细胞过程和结合条目中。将两个文库的unigenes进一步组装得到70348个平均长为863bp的all-unigenes,其中35201个被注释到Nr数据库,12219个被注释到COG数据库,并与KEGG数据库中的258个功能通路中的蛋白质和氨基酸新陈代谢通路密切相关。     

转录组测序技术在绵山羊育种中的应用研究进展

转录组测序技术已广泛应用于生命科学的各个领域.羊作为被最早驯化的家养动物之一,在人类日常生活中有着不可取代的作用.文章主要从绵山羊肉品质、毛绒生长、泌乳等方面应用转录组测序进行了阐述,为今后绵山羊的分子育种工作提供参考.     

高通量转录组测序的数据分析与基因发掘

高通量转录组测序(RNA-seq)是在转录组水平上进行深度测序的一项技术,为真核生物转录组学的研究开创了新平台,但同时测序所得到的海量数据的生物信息学分析成为科研工作者的一大挑战。对转录组测序技术进行了阐述,重点介绍了转录组测序后的数据分析,以及在真核生物尤其是非模式物种中的基因发掘方法。     

高通量测序分析小清河济南段微生物群落结构

利用高通量测序技术,对小清河济南段上、中、下游的水体和沉积物中微生物群落进行监测,分析不同河段微生物群落的特征以及环境因子相关性,筛选与氨氮降解相关的微生物群.结果表明:变形菌门、放线菌门、蓝藻门是丰度相对较高的三大类微生物群,睦里庄、辛丰庄断面的微生物群落与水体酸碱度及溶解氧呈正相关,与氨氮、总氮、生化需氧量及化学需...     

基于高通量测序技术的西藏冰湖真核浮游植物群落组成特征分析

通过18S rRNA基因V4可变区对西藏廓琼岗日冰川流域3种不同类型冰湖的表层和底层水体进行测序分析,研究冰湖水体真核浮游植物多样性.冰湖中用于注释的序列数碱基占比>97%,表明测得的数据准确可靠.分析结果表明：1）冰湖浮游植物以绿藻门和隐藻门为优势类群,绝对优势种为绿藻门的Chlamydomonadaceae＿sp.(0.127)、Chlorophyta(0.112);2）廓琼岗日冰湖水体整体呈碱性,浊度高且范围广,水温偏低,营养盐和叶绿素a水平偏低,湖泊整体处于贫营养状态;3）同一冰湖不同点位和不同类型冰湖的浮游植物优势种和群落具有显著差异,冰川融水补给源和太阳辐射的空间差异可能是导致这种差异的重要因素;4）冰湖浮游植物优势种和群落与青藏高原大型湖泊具有较大差异,较国外高寒小型湖泊具有一定的相似性,表明浮游植物的整体分布及优势种变化在高寒山区小型湖泊水体变化较为一致.研究为调查和认识高海拔冰湖浮游植物群落结构和分布特征提供方法探索和基础信息,为高海拔冰湖水生态环境研究和保护提供依据.     

基于高通量测序研究奥狄氏括约肌松弛的胆结石患者胆汁细菌多样性

为临床治疗奥狄氏括约肌松弛（the Sphincter of Oddi laxity, SOL）患者胆结石复发寻找依据,本文研究了患有SOL的胆结石患者的胆汁细菌组成和多样性. 分析了SOL与非SOL胆结石患者术前肝功、肾功和血常规等临床指标差异,基于Illumina MiSeq平台对患者胆汁细菌进行16S rRNA基因高通量测序. 结果发现,SOL患者的总胆红素（TBIL）、直接胆红素（DBIL）、间接胆红素（IBIL）水平显著高于非SOL患者, 而腺苷脱氨酶（ADA）则显著低于后者（P < 0.05）.两组患者之间胆汁细菌α多样性指数除均匀度外无显著差异（P>0.05）;Wilcoxon秩和检验显示SOL患者胆汁中细菌丰度前四的菌门依次为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidete）,其中变形菌门、肠球菌属（Enterococcus）和Lachnoclostridiums属细菌在SOL患者胆汁中含量显著高于非SOL患者（P< 0.05）,而SOL患者中其他优势菌属如克雷伯菌（Klebsiella）、马赛菌属（Massilia）和假单胞杆菌（Pseudomonas）丰度则无显著增高（P>0.05）. 因此,SOL患者的部分临床指标如胆红素、ADA水平和胆汁细菌组成与非SOL患者存在显著差异,这为临床治疗SOL患者胆结石复发提供相关依据.     

基于高通量测序对四川怀远特色发酵食品微生物群落结构分析

为了研究四川怀远特色传统发酵食品的微生物多样性,利用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台,对当地豆腐帘子和冻糕的微生物群落结构进行了系统分析.结果表明,豆腐帘子的菌群主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)和担子菌门(Basidiomycota),检测出40个细菌属和21个真菌属,主要优势微生物是Acinetobacter和Trichosporon.冻糕的菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota),检测出36个细菌属和23个真菌属,主要优势微生物是Lactobacillus和Kazachstania.