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16s分析模板.pdf

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项目类型:  微生物  16S rDNA 测序  合同编号:                                                客户姓名:                                                完成时间:                                               
   目   录 一.  项目信息 ........................................................................................................................... 4  1.  合同信息 .................................................................................................................................... 4  2.  生物信息分析内容 .................................................................................................................... 4  二.  16S RDNA 测序服务介绍 ............................................................................................... 5  三.  样本的抽提与质检 ............................................................................................................ 7  1.  DNA 的抽提与质检 .................................................................................................................. 7  2.  DNA 质检结果 .......................................................................................................................... 7  四.  测序实验 ........................................................................................................................... 8  1.  实验流程 .................................................................................................................................... 8  2.  测序实验所用仪器、试剂表 .................................................................................................... 9  3.  测序文库构建 ............................................................................................................................ 9  4.  上机测序 .................................................................................................................................. 11  5.  测序结果质控情况 .................................................................................................................. 11  五.  数据分析路线 .................................................................................................................. 12  1.  分析流程图 .............................................................................................................................. 12  2.  分析内容 .................................................................................................................................. 13  3.  样品分组信息 .......................................................................................................................... 13  六.  序列预处理、分布统计、质量评估 ................................................................................ 14  1.  测序序列格式展示 .................................................................................................................. 14  2.  序列质量统计 .......................................................................................................................... 15  3.  序列长度及分布统计 .............................................................................................................. 16  4.  数据预处理 .............................................................................................................................. 17  5.  有效序列统计 .......................................................................................................................... 17  七.  OTU 聚类及丰度分析 ..................................................................................................... 19  1.  OTU 生成 ................................................................................................................................ 19  2.  OTU 分类学统计 .................................................................................................................... 20  3.  稀疏性曲线 .............................................................................................................................. 20  地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        2 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
  4.  5.  SHANNON-WIENER 曲线 ......................................................................................................... 21  RANKABUNDANCE 曲线 .......................................................................................................... 22  八.  物种分类及样本间差异比较 ........................................................................................... 24  1.  单样本物种分类 ...................................................................................................................... 24  2.  多样品物种分类 ...................................................................................................................... 24  3.  样本间 OTU 分布差异 VENN 图 ............................................................................................ 25  4.  OTU 及物种丰度分布 HEATMAP 图 ....................................................................................... 26  5.  主成分分析 PCA 图 ................................................................................................................ 28  6.  组间显著性差异 METASTATS 分析 .......................................................................................... 29  九.  群落结构 ......................................................................................................................... 30  1.  群落相似度比较 ...................................................................................................................... 30  2.  群落相似度 PCOA 分析 ......................................................................................................... 33  3.  组间差异 NMDS 分析 ........................................................................................................... 34  4.  组间进化差异 UNIFRAC 显著性分析 ...................................................................................... 35  5.  RDA/CCA 分析 ....................................................................................................................... 36  6.  进化树的构建 .......................................................................................................................... 38  7.  种类分级的进化树构建 .......................................................................................................... 39  十.  报告文件结构 .................................................................................................................. 40  十一.  参考文献 ......................................................................................................................... 41    地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        3 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
      一. 项目信息    1. 合同信息  合同编号  客户姓名  客户单位  联系邮箱  测序信息  样品数量              2. 生物信息分析内容  基础分析  1、原始数据处理 2、数据过滤及统计 3、BoxPlot 图评估数据质量 4、序列质量统计 5、序列长度及分布统计 6、有效序列统计 7、OTU 聚类及丰度分析 8、物种分类及样本间差异比较 9、群落结构分析 √ √ √ √ √ √ √ √ √     高级分析  1、                             2、                             3、                                地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        4 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
    二. 16S rDNA 测序服务介绍  宏基因组是指特定环境中全部生物(微生物)遗传物质的总和。宏基因组学是以环 境样品中的微生物群体基因组为研究对象,通过现代基因组技术手段对环境中微生物多 样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系以及环境之间的关系进行研究的 新的微生物研究方法。目前,第二代高通量测序技术在宏基因组的研究上已被广泛应用。 与传统方法相比,基于高通量测序的宏基因组研究无需分离环境中各种微生物,也无需 构建克隆文库就可以直接对环境中所有微生物进行测序。可以真实客观的反映环境中微 生物的多样性、种群结构、进化关系等。 16S rDNA 为编码原核生物核糖体小亚基 rRNA 的 DNA 序列,是最为常用的细菌系 统发育和分类鉴定的标签,16S rDNA 测序是指选择某个或某几个变异区域,选择通用 引物对环境样品(土壤、海洋、淡水、肠道等)微生物进行 PCR 扩增,然后对 PCR 产 物进行高通量测序,并将得到的测序数据与已有的 16S rDNA 数据库进行比对分析,从 而对环境群落多样性进行研究(包括微生物的种类,不同种类间的相对丰度等)。16S rDNA 的序列碱基变异情况如图(Figure 2.1)所示: Figure2.1 16S rDNA 序列结构 上图对 1000 多种细菌进行了碱基变异情况的统计,可见:恒定区和可变区的定义 是相对的。恒定区也只是相对恒定,可变区只是比恒定区的变异大,从 V1 到 V9 的变 异中可以看出 V1,V3,V6 区变异最大。为了更好的使用 16S 的这些特征,对 16S rDNA 的序列进行简化,如图(Figure 2.2)所示。考虑到测序平台的读长限制,目前测序最 常用的是 V3,V3-V4 和 V6 区。 地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        5 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
  Figure2.2 16S rDNA 序列结构   地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        6 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
    三. 样本的抽提与质检    1. DNA 的抽提与质检  不同来源的样本使用相对应的试剂盒进行基因组DNA抽提,抽提所得DNA经采用 Qubit2.0和0.8%琼脂糖凝胶电泳进行质检。质检合格的DNA可进行后续的测序实验。 2. DNA 质检结果  No. /序号 Sample Name Con. /样本名称 /浓度(ng/μL) A260 /A280 A260 /A230 Vol. Total /体积(μL) /总量(μg) Result /结果 1  2  3                                Table 2.1 DNA 质检结果             DNA 质控标准及说明:  电泳必须有一条>10kb 的主带  无降解(主带下无明显弥散带) 样品质检情况 Status 说明:  a) 对于部分降解的样品,会对测序结果有一定的影响,是否继续进行实验由客户根据样品的 珍贵程度决定。如选择继续实验,会有一定的失败率,请客户书面确认。 b) 关于样品的总量,一般需要纯化后至少200ng。   友情提示:自实验完成之日(2014 年  月  日)起,剩余样品保存期为三个月,如需取 回请注意时限并及时和本项目销售工程师联系,确认样本返回的细节(是否快递,费用 等),超时本公司将作为无主样品按照生物安全法规及时销毁。 地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        7 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
  四. 测序实验  本项目共有 个合格样本,需要完成 个样本的16S测序实验。客户要求为单 端/双端测序,读长200/250/300nt。测序仪选用PGM或Miseq测序。 1. 实验流程  Figure 4.1  实验流程          地址:上海市张江高科技园区李冰路 151 号(201203)      电话:021‐51320288      传真:021‐51320266        8 / 42    技术服务热线:800‐820‐5086 / 400‐880‐5086                          技术服务网站:http://www.ebioservice.com 
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