編者按
16S rDNA測序及宏基因組測序都是微生物研究和應用的重要方法，那麼問題來了：兩者到底有什麼區別呢？什麼情況下需要做16S測序？什麼情況下需要做宏基因組測序？什麼情況下需要二者結合使用呢？
那麼在開始宏基因組測序專題前，小編需要給大家解決一個非常重要的問題——16S測序和宏基因組測序的主要區別是什麼？
在解決這個問題前，小編先要來說說什麼是宏基因組測序：
宏基因組測序（MetagenomicsSequencing）是對環境樣品中全部微生物的總DNA（也稱宏基因組：Metagenomic）進行高通量測序，主要研究微生物種群結構、基因功能活性、微生物之間的相互協作關係以及微生物與環境之間的關係，除了基礎研究，還有不少文章和學術會議提到在臨床上應用來鑑別感染性疾病的病原微生物。宏基因組測序研究擺脫了微生物分離純培養的限制，擴展了微生物資源的利用空間，為環境微生物群落的研究提供了有效工具。
微生物測序研究常用手段包括16S等擴增子測序和宏基因組測序，這兩者技術手段的主要區別如下：
16S rDNA基因存在於所有細菌的基因組中，具有高度的保守性。該序列包含9個高變區和10個保守區（如下圖），通過對某一段高變區序列（V4區或V3-V4區）進行PCR擴增後進行測序，得到1500bp左右的序列。宏基因組測序則是將微生物基因組DNA隨機打斷成500bp的小片段，然後在片段兩端加入通用引物進行PCR擴增測序，再通過組裝的方式，將小片段拼接成較長的序列。
圖 細菌16S區域
16S測序得到的序列很多注釋不到種水平，而宏基因組測序則能鑑定微生物到種水平甚至菌株水平。對於16S測序而言，任何一個高變區或幾個高變區，儘管具有很高的特異性，但是某些物種（尤其是分類水平較低的種水平）在這些高變區可能非常相近，能夠區分它們的特異性片段可能不在擴增區域內。宏基因組測序通過對微生物基因組隨機打斷，並通過組裝將小片段拼接成較長的序列。因此，在物種鑑定過程中，宏基因組測序具有較高的優勢。
Tips：通常情況下，在微生態研究中，建議同時結合宏基因組測序和16S測序兩種技術手段，可以更高效、更準確地研究微生物群落組成結構、多樣性以及功能情況。而在感染性疾病的原微生物鑑定時，則需根據臨床醫生的建議進行選擇。
今天的宏基因組專題普及內容就介紹到這了，有問題的夥伴們歡迎留言給小編一起討論哦～