研究生态系统生物多样性的强大工具

NGS可分析复杂的环境DNA样本

环境DNA测序

环境DNA(eDNA)测序是一种迅速兴起的方法,可研究生物多样性并监测生态系统的改变。生物会将DNA释放到其周围环境中,eDNA分析可在不破坏生态系统的情况下检测物种是否存在。eDNA潜在的应用有港口监测、生物多样性调查、压载水检测、土壤检测等。

现代的环境DNA测序方法可鉴定水、土壤和其他样本中的细菌和真核物种。将来,eDNA测序有望成为生物监测和保护的重要工具。

有效的生物监测工具

研究环境DNA的科学家通需要在不知道物种类型或丰度的情况下,分析样本中每个物种痕量的DNA。利用新一代测序(NGS),您可以在一个样本中同时分析数千个物种。NGS的灵敏度可以检测环境中含量非常低的eDNA。

相比之下,自然环境的物理调查需要人工收集数据并可能造成破坏。细菌克隆和桑格测序等传统的DNA方法仅提供简单且有限的信息。这些方法耗时且昂贵,并且不能有效处理大量或复杂的样本。

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eDNA测序可提供生物多样性的强大视图

Michael Bunce教授利用了新一代测序和eDNA宏条形码研究生态系统的生物多样性。了解为什么他认为环境DNA未来可能发展成为最强大的生物监测工具之一。

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eDNA宏条形码

每种生物都具有独特的DNA序列,或其相关的条形码。这种DNA条形码是保守基因组区域之间的高度可变区域。eDNA宏条形码涉及这些条形码的靶点特异性扩增和测序,通常是线粒体细胞色素氧化酶1(CO1)或18S核糖体亚基。这是区分高等真核生物的有效方法。

鸟枪法测序

环境DNA的鸟枪法测序适用于研究可能在样本中大量存在的物种,例如细菌或小型真核生物。

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16S和ITS宏基因组学

环境宏基因组学通常依赖于16S或内部转录间隔区(ITS)rRNA基因的测序,它们分别用于检测细菌和真菌。16S和ITS rRNA基因测序是成熟的比较样本系统发育和环境样本分类方法。

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长片段PCR

长片段PCR可用于扩增大DNA序列,例如线粒体基因组。这些较长的DNA序列可在较小的DNA条形码不可用时帮助区分物种。此方法适用于对未被环境降解的DNA进行测序。

  • 生物体以不同的速度释放DNA,这会影响环境样本中相对丰度的测量。
  • 由于存在温度以及其他因素,环境DNA可能会被降解。
  • 物种特异性DNA条形码的可用性取决于已有数据库的质量。
  • 某些环境DNA的采样、提取和储存方法比其他方法更易受污染。
  • DNA提取方法应针对样本类型和目标物种进行优化,确保能检测低丰度的物种
  • 策略检测设计对实现选择性富集特异性靶点,避免物种间的交叉反应极为重要。
扬帆七海的史诗级浮游生物研究

Tara Oceans Expedition集结了一组研究人员,收集并分析了数百个海洋样本。

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Driving Insights Through Microbiome Profiling

This metagenomic shotgun sequencing workflow, co-developed by Illumina and PerkinElmer, enables accurate DNA detection from soil.

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Driving Insights Through Microbiome Profiling
用于CO1 eDNA宏条形码的双PCR方法

此实验方案详细介绍了使用线粒体细胞色素氧化酶1(CO1)进行基于扩增子的宏条形码的文库制备。

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用于线粒体测序的长片段PCR

此研究的作者设计了一对引物,用于扩增和测序来自环境DNA的线粒体基因组。

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ITS Illumina扩增子实验方案

此ITS实验方案适用于扩增在Illumina平台上测序的真菌微生物真核谱系。

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16S宏基因组测序文库制备

此Illumina演示的实验方案含有文库制备说明和16S宏基因组学数据集示例。

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18S Illumina扩增子实验方案

此实验方案介绍了靶向18S SSR rRNA的引物,可配合Illumina测序平台使用。

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兼容Illumina MiSeq的18S rRNA基因特异性引物

此研究描述了18S rRNA基因引物的设计和评估,该引物可用于研究真核微生物群落。

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MiSeq系统

MiSeq台式测序仪支持靶向测序和微生物基因组应用,测序质量高、数据分析简单和具有云端存储功能。

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MiSeq Reagent Kit v2

MiSeq预装即用型测序试剂卡盒。对于低产出应用,提供micro和nano两种规格。

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MiSeq Reagent Kit v3

与较早的MiSeq Reagent Kit版本相比,优化的测序化学技术可增加簇密度和读长,并提高测序质量分值。

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测序服务

这些Propel认证的实验室能够提供经过验证的Illumina NGS技术。它们提供多种测序服务。

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测序服务
目标富集
目标富集

目标富集通过与目标特异性生物素标记的探针进行杂交来捕获感兴趣的基因组区域,然后再通过磁性pulldown进行分离。

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环境宏基因组学
环境宏基因组学

利用NGS,环境研究人员可通过复杂样本分析整个微生物群落,发现新物种,探索变化条件下的微生物群落。

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