宏基因組學(Metagenomics),也稱元基因組學,利用三代PacBio高通量測序平臺以特定環下微生物群體基因組為研究對象,在分析微生物多樣性、種群結構、進化關系的基礎上,可進一步探究微生物群體功能活性、相互協作關系及與環境之間的關系,發掘潛在的生物學意義。與二代測序方法相比,三代宏基因組采用PacBio SMRT測序的長讀長可以輕松覆蓋基因區間或基因特異性區域,減少部分拼接錯誤,更真實反應菌群的復雜組成,有效提高微生物群落鑒定的分辨率,為深入功能研究奠定完美基礎。
技術優勢
通過對PacBio原始錯誤率的矯正,可以得到高質量CCS Reads,最低準確率達到99%以上,從而較完整地覆蓋大多數微生物基因或基因的特異性區域,無須組裝即可進行菌群組成、功能基因注釋和代謝通路分析。
基于高質量CCS reads的三代組裝策略,增加了來自不同微生物的reads的特異性,有效避免了不同個體reads之間的交叉組裝,精確還原環境中微生物組成和功能基因信息,實現對菌群數據的深度挖掘。
應用方向
(1)醫學領域:代謝病、腫瘤癌癥等;
(2)畜牧領域:腸道、瘤胃(如產甲烷菌類群)與動物健康/營養消化研究等;
(3)農業領域:根際微生物與植物互作、農業耕作/施肥處理與土壤微生物群落等;
(4)環境領域:霧霾處理、污水治理、石油降解、酸性礦水處理及海洋環境等;
(5)生物能源:特殊功能的菌株、基因挖掘、工程菌的開發;
(6)特殊極端環境:極端環境條件下的微生物類群研究。
技術路線
技術參數