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美吉生物助力客户发表宏转录组测序文章

项目文章2016-10-20

  近日,由中科院水生生物研究所吴山功与美吉生物合作完成的草鱼肠道微生物宏转录组测序成果“Metatranscriptomic  discovery of plant biomass-degrading capacity from grass carp intestinal
microbiomesi”发表在《FEMS Microbiology Ecology》(IF:3.568)上。

技术:宏转录组     
测序平台:Illumina Genome Analyzer IIx 
材料:鱼后肠

研究背景:
大多数动物只有在胃肠道中共生菌的帮助下才能分解一些特定的植物多糖。宏基因组学研究已经发现动物的胃肠道中存在着大量的分解纤维素的细菌,以及存在许多糖苷水解酶基因和碳水化合物结合基因,这些结果表明胃肠道共生菌可能参与了植物多糖的分解过程。但是,在宏基因组学研究中发现的可以分解纤维素的细菌在环境中也是大量存在的,发现的糖苷水解酶基因和碳水化合物结合基因也可能在胃肠道中没有表达。使用RNA-seq的方法可以确定这些基因是否在胃肠道中进行表达。
研究方法:
本研究利用RNA-seq技术对11个草鱼后肠样品进行宏转录组测序,其中包括3个用鱼粮(FM)喂食的草鱼后肠样品、3个用粗纤维(CF)喂食的草鱼后肠样品、3个用苏丹草(SG)喂食的草鱼后肠样品、2个野生的草鱼后肠样品(DR、LL)。通过比较不同样品的宏转录组,揭示了草鱼后肠中微生物的物种组成、功能活性,并进一步比较了不同喂食方式下草鱼后肠宏转录组的异同。
主要研究结果:

1、通过对11个样品的宏转录组测序,共获得676M个reads(平均读长77-98bp),62Gb优化数据。
2、宏转录组结果表明,草鱼后肠中最主要的微生物种群属于厚壁菌门、梭菌门、变形菌门和拟杆菌门。古细菌在草鱼后肠中极少,其中最主要的古菌为产甲烷菌。不同喂食方式的草鱼后肠转录本在梭菌门和变形菌门细菌上有显著差异。

3、通过对所有转录本的直系同源蛋白簇分析,发现不同喂食方式的草鱼后肠转录本在碳水化合物转移和代谢方面有显著差异。
4、通过碳水化合物活性酶家族注释分析,发现转录本中分解胞外多糖的糖苷水解酶占了很高的比例,表明草鱼后肠微生物参与了碳水化合物的分解和代谢,从而为草鱼和微生物提供能量。

 


上图,11个样品宏转录组的物种组成注释结果;左下图,11个样品宏转录组的直系同源蛋白簇(COGs)注释结果;右下图,不同喂食方式的草鱼肠道最主要的COGs丰度比较。
上图,11个样品宏转录组的物种组成注释结果;左下图,11个样品宏转录组的直系同源蛋白簇(COGs)注释结果;右下图,不同喂食方式的草鱼肠道最主要的COGs丰度比较。

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