微生物群落结构分析

微生物群落结构分析第1页/共31页微生物群落结构分析第2页/共31页OutlineBackgroundResearchstrategyOperating&Result第3页/共31页genomicsMetaTraditionCulture-basedmethodsModernDiversity>99%unculturedUnbiasedNon-Culture-basedmethodsEnvironment(soil,seawater,extremeenvironments,thegutetc.)Comprehensiveanalysisoforganisms’geneticmaterial.Metagenomics第4页/共31页Meta16srRNAMetagenomeMetavirusMeta-transcriptomeITS/18SrDNAMetagenomics第5页/共31页OutlineBackgroundResearchstrategyOperating&Result第6页/共31页16SrDNAV1V2V3V4V5V6V7V8V9454，400bp，V3V5

454，400bp，

V1V3

Hiseq2000,100PE454，400bp，

V4V6

Hiseq2000,150PESpeciesCompositionSpeciesAbundance第7页/共31页16SrDNAanalysis第8页/共31页16SrDNAanalysisFigure1

AnalysisofthecompositionofbacterialcommunitiesinDrosophilaspecies.(a)Prevalenceof5bacterialtaxain21Drosophilastrains.(b)Abundanceofbacterialphylainpyrosequenceanalyses.(c)AbundanceofdominantspeciesinDrosophilaspeciesset-1basedon97%similarityOTUassignments.(d)AbundanceofdominantspeciesinDrosophilaspeciesset-2basedon97%similarityOTUassignments.第9页/共31页16SrDNAanalysis材料背景研究思路Result&discussionInceoglu,O.,W.A.Al-Soud,etal."Comparativeanalysisofbacterialcommunitiesinapotatofieldasdeterminedbypyrosequencing."PLoSOne6(8):e23321.1.取6个马铃薯品系，3个发育阶段（生长期、成熟期、衰亡期）的根际与非根际土壤，共20份样品；提取土壤DNA，进行16SrDNA的V3V4区扩增测序；比较不同品系生长时期，不同品系对根际与非根际土壤微生物多样性差异。马铃薯种植区土壤以放线菌纲、α-变形菌纲及一未知微生物类群为主要优势菌；PCA分析结果表明不同生长时期的根际与根外土壤环境有明显差异；品系效应在生长期对根际微生物较成熟期和衰亡期明显；根据根际微生物可将6个不同品系样品聚为2组，与基于马铃薯块茎淀粉含量的分组结果一致。通过16SV4区的高通量测序对不同品系，不同发育阶段的马铃薯根际土壤与非根际土壤的微生物群落多样性。第10页/共31页16SrDNAanalysis左图：不同时期样品在门/纲水平上物种组成差异右图：发主要的四个门（放线菌门、alpha变形菌、gamma变形菌、beta变形菌门）在成长期、开花期、转基因栽培种根际土壤、非根际土壤的丰度差异第11页/共31页16SrDNAanalysis材料背景研究思路结果讨论Kembel,S.W.,E.Jones,etal."Architecturaldesigninfluencesthediversityandstructureofthebuiltenvironmentmicrobiome."ISMEJ6(8):1469-79.记录取样时的条件：空气温度、相对湿度、绝对湿度和空气流速；对提取的样品进行16SrDNA分析物种组成和丰度；不同样品间的差异分析室外空气中微生物群落的多样性比室内高，自然通风比机械通风的高；室内空气微生物群落中存在一些室外没有或者很少的微生物分类，这些分类和人类潜在的病原菌相关；建筑的特征（特别是通风方式、空气流速、相对湿度和温度）和微生物群落的多样性和组成有关。病原菌的丰度在室内比室外高，空气流速低和相对湿度低的室内病原菌的丰度较高。室外、机械通风和自然通风的室内空气。第12页/共31页16SrDNAanalysis左图：目水平机械通风的室内、自然通风的室内和室外右图：三种不同环境中的病原菌序列第13页/共31页16SrDNAanalysis第14页/共31页ITSITS：InternalTranscribedSpacer，

mediumconservedsequenceandtherangeoflengthform650to750bp.18SrDNA5.8SrDNA28SrDNArDNA-repeatrDNA-repeatNTSNTSETS2ETS1ITS1ITS2ITS第15页/共31页ITSanalysisCloVR-ITS:Automatedinternaltranscribedampliconsequenceanalysispipelineforthespacercharacterizationoffungalmicrobiota.Microbiome.2013第16页/共31页16srDNA/ITSPCR&SequencingDataprocessingComparativeAnalysisTaxonomicClassificationSpeciesComposition&AbundanceResearchstrategy第17页/共31页HumanMicrobiomeProject第18页/共31页Howtoachievedataprocessing？ActualOperation第19页/共31页OutlineBackgroundResearchstrategyActualOperation第20页/共31页ToolsEstimateS:/estimatesR:http://www.R-Mothur:/Qiime:Pintail:/Pintail/Bellerophon:.au/bellerophon/bellerophon.plOthers:DOTUR,

Chimera_Check.第21页/共31页DatabaseRibosomalDatabaseProject(RDP)greengenesSILVArRNAdatabase16SdatabaseITSdatabaseUNITEdatabaseITS2database第22页/共31页454file:sffDataformat第23页/共31页NamesFastaDataformat第24页/共31页Example/share/home/TEACHER/Demo/20130716/16S/Bin/mothur_v.1.25.0/mothur/mothur"#trim.seqs(fasta=../0.Data/Denoise.fasta,name=../0.Data/Ds,oligos=../0.Data/BarcodePrimer.oligos,pdiffs=2,bdiffs=1,maxambig=0,maxhomop=8,minlength=200,maxlength=1000,processors=8)"第25页/共31页Dataprocessing01.trim.seq02.unique03.align04…..05…..第26页/共31页DataprocessingMothur处理数据中常用命令介绍第27页/共31页Advancedanalysis第28页/共31页