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微生物多样性检测 ——16S,ITS测序

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浏览:- 发布日期:2016-11-14 16:33:16【

随着这几年测序技术的快速发展以及测序成本的下降,微生物多样性的研究又出现了一种新的研究方式,那就是16S以及ITS测序技术

这一技术的广泛应用能够对样品中的优势物种、稀有物种以及一些未知的物种进行检测,获得样品中的微生物群落组成以及它们之间的相对丰度。探讨微生物多样性对于研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用有着重要的理论和现实意义

16s:也就是16S rRNA,其为核糖体RNA的其中一个亚基而负责编码16S rRNA的基因组DNA则是16S rDNA

由于16S rRNA普遍存在于一切原核生物细胞内,生理功能重要且稳定,因此可以用来进行细菌的系统进化研究和各种环境内的微生物群落结构组成研究

16SrRNA的全基因组包含9个可变区以及10个保守区可变区可以分辨物种间的差异,而保守区则反应了物种间的亲缘关系

因此利用在保守区设计的引物可以扩增出不同生物中16S rRNA的可变区(如图1),通过测序分析可变区,从而分析物种结构组成。

ITS:Internal Transcribed Spacer,内转录间隔区。是真菌核糖体RNA(rRNA)基因非转录区的一部分。用于真菌鉴定的ITS序列通常包括ITS1、5 .8S 和ITS2。真菌ITS 区域长度一般在500 ~750bp

rDNA上的5.8,18,28S rRNA由于存在着较强的保守性,即不同物种间有着较强的同源性。而由于ITS 区不加入成熟核糖体,所以ITS 片段在进化过程中承受的自然选择压力非常小,因此能容忍更多的变异。也就是说ITS在物种的演进中会发生较多的变异,即使是较为相近的物种他们的ITS也存在不同。

研究表明,ITS 片段的进化速率是18SrDNA 的10 倍。这就是ITS 序列在微生物种类鉴定和群落分析的理论基础。ITS1 和ITS2 是中度保守区域,其保守性基本上表现为种内相对一致,种间差异比较明显。这种特点使ITS 适合于真菌物种的分子鉴定以及属内物种间或种内差异较明显的菌群间的系统发育关系分析。

由于ITS 的序列分析能实质性地反映出属间、种间以及菌株间的碱基对差异,此外ITS 序列片段较小、易于分析,目前已被广泛应用于真菌属内不同种间或近似属间的系统发育研究中。

由于18,28S rRNA有着较强的保守性,因此我们能够通过在他们上设计引物这样能够得到中间的ITS区域,通过对ITS的分析就能够分析物种的多样性(如图2)。

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    【本文标签】:微生物多样性检测 16S ITS 分子生物学
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