微生物多样性分析-堆肥.pptVIP

样品选择： Sa?o Paulo Zoo Park composting facility ZC1样品采自堆肥开始的第8天，65.8℃，pH 7.0 ZC2样品采自堆肥开始的第60天，67.2℃，pH 7.0 测序平台： Roche 454 GS FLX 样品ZC1和ZC2中片段所注释到的COG功能相似，但是样品ZC1降解纤维素的能力要比样品ZC2强。 白腐真菌和褐腐真菌是降解木质素的主要菌群，但是也发现了一些细菌也可以降解木质素。 在样品ZC1和ZC2中，发现木质素降解基因-------Dyp-type氧化物酶基因，NCBI比对后发现两个不同样品中获得的Dyp-type氧化物酶基因是全长基因。 堆肥在不同发酵阶段群落组成； 在堆肥过程中，虽然主要的群落组成发生了改变，但是整个群落所行使的功能并未发生很大的改变； 发现了木质素降解基因。 微生物多样性研究前景 测序平台： 454 pyrosequencing analysis 测序区域： 16S V1~V3 区 取样： 活性污泥+50mL合成废水以及NZVI颗粒（后者浓度分别设为0，20，50和200mg/L， 其中0作为对照），最终体积为200mL。 实验设计 NZVI颗粒对细菌群落组成的影响 物种组成 PCA结果 高浓度NZVI处理组与对照组的微生物群落结构存在差异 PCA分析 多样性分析要回答的问题 ?单个物种（singlespecies ）丰度在不同样品中是否有差异? 微生物群落结构（communitystructure）在不同组样品间是否有差异？ 某些环境因子（environmentalvariables）是否能解释这些差异? 单个物种丰度在不同样品中是否有差异? 群落结构组分柱状图 群落Heatmap图 Venn图 微生物群落结构在不同组样品间是否有差异？ PCA分析 NMDS分析 多样品比对树状图 Cytoscape关联分析 3D-PCoA分析 单个物种丰度在不同样品中是否有显著差异? LEfSe分析 Metastats分析 宏基因组研究 基因组DNA 高变区测序 功能注释及功能分类 基因预测 代谢通路 比较基因组学分析 串联组学 物种分类 物种丰度 系统进化 广义：特定环境下所有生物遗传物质的总和。 狭义：生态环境中全部细菌和真菌基因组。 宏基因组测序平台的选择 环境样品基因组DNA 构建SE文库 emPCR 454测序 片段化 方案2 片段化 构建PE文库 构建MP文库 桥式PCR MiSeq测序 HiSeq测序 方案1 可选 分析流程与策略 组成分析 差异分析 关联分析 网络分析 进化分析 Read-based metagenome Assemble-based metagenome 分析内容 COG注释 KEGG GO注释 Metagenomic Analysis of a Tropical Composting Operation at the Sa?o Paulo Zoo Park Reveals Diversity of Biomass Degradation Functions and Organisms 期刊名称：Plos One IF：9.267 发表时间：2013 不同时期堆肥微生物的变化及生物降解过程发挥的功能 实验设计 ZC1样品中含量最丰富的门是Proteobacteria ZC2样品中含量最丰富的门是Firmicutes 物种组成 物种组成 COG注释 木质素降解基因 文章小结 1.众所周知：自然界中微生物组成广袤和丰富，包括：真菌，细菌，古菌等等。 2.研究环境微生物中彼此的功能和相互关系，首先应该了解环境中微生物的组成：包括环境中微生物组成，便于后续功能关系的深入研究和肠道微生物组成，便于后续研究微生物与疾病的关系。 3.因此，了解各系统中微生物的组成对于掌握系统的能量代谢及发挥的功能至关重要。 * 90% of the microorganisms in the environment are not cultivable (克隆测序、分子印迹) 高通量时代。2011年2月推出Miseq平台。 454 的原理是焦磷酸测序，属于单端测序，一次运行可以获得80-100万条序列，长达600bp（平均450bp） MiSeq 是边合成边测序(SBS)，双端测序，目前有PE250和PE300两类试剂盒，单端读长分别为250和300. 高通量测序的整体实验流程。生信分析是为了说明多样性的问题 我们可以通过稀释曲线判断