上期給大家講了微生物實驗樣本製備及提取需要注意的事項，那麼下一步就進入到測序了，二代測序在微生物研究中使用的頻率越來越高了，通過16S rDNA測序可以得到微生物基因組的序列信息，通過序列比對即可鑑定出微生物的種屬，從而進行後續的分析。今天我們就來聊一聊16S rDNA測序是如何鑑定微生物到種的！
細菌rRNA（核糖體RNA）按沉降係數分為3種，分別為5S、16S和23S rRNA。16SrRNA為核糖體的RNA的一個亞基，16SrDNA就是編碼該亞基的基因。16S rDNA因其序列在物種間的高度多樣性，成為細菌分類學研究的「分子鐘」，素有「細菌化石」之稱。16S rDNA基因全長1542 bp，由9個可變區和10個保守區組成。其中保守區反映了生物物種間的親緣關係，而可變區則表明物種間的差異，且變異程度與細菌的系統發育密切相關。
圖 16S rDNA基因組成（灰色為保守區，綠色為可變區）
在細菌基因組中，編碼 16S rRNA 的 rDNA 基因具有良好的進化保守性，適宜分析的長度（約為1.5kb），以及與進化距離相匹配的良好變異性，所以成為細菌分子鑑定的標準標識序列。16S rDNA測序即是對16S rDNA特定可變區（可選擇單可變區或是多可變區）進行PCR擴增，再結合高通量測序和生物信息分析，幫助研究人員進行大規模鑑定群落組成，表達豐度，以及開展系統進化分析的方案。該方案因其無需分離培養細菌，實驗操作簡單，並可大規模鑑定特定生境中全部菌群而成為研究微生物群落多樣性的首選方案。
聯川基於最新版Greengene和自建資料庫以及V3、V4雙可變區擴增測序，並配合自主開發的數據分析程序可以將菌群鑑定到分類學上「種」的級別（目前最多可鑑定4414個種，覆蓋2106個屬，可鑑定菌種持續更新中......）。
(圖片僅供參考)
在醫學研究中，將菌群鑑定到種的級別具有重要的臨床應用價值，因為這不僅可以鑑定出某種傳染病的關鍵致病菌種，還可以幫助臨床醫生選擇適合的抗生素，以及確定治療持續的時間和制定傳染控制程序。
在農業生產中，牲畜、農作物的生長既離不開與菌群的共生作用，也時常受到多種不同病菌的侵染而影響發育，減產，甚至造成死亡，如鑑定出引起某一病害的關鍵或是佔主導的菌種，縮小致病菌範圍，將顯著促進開發出更有針對性的控制策略。
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