由于微生物多樣性的研究已經(jīng)普遍被人們所涉及，但是對(duì)于一些基礎(chǔ)理論卻并不是特別了解，今天小編帶大家一起走進(jìn)微生物多樣性的那些事。

“微生物組”（Microbiome）是指由多種微生物群居在一起形成的生態(tài)群落，從人和動(dòng)物的腸道，到植物、土壤、海洋等等，它們都無(wú)處不在，推動(dòng)著地球物質(zhì)循環(huán)，影響著人體、動(dòng)物體乃至整個(gè)地球生物圈的健康。所以，地球上的各種變化可能都和微生物息息相關(guān)，污水處理、氣候變暖、環(huán)境污染、腐蝕、疾病、人和動(dòng)物的健康等等的背后都有微生物參與其中。

在地球的各生境中，微生物表現(xiàn)出了極大的多樣性。然而由于純培養(yǎng)的限制，大部分微生物尚未得到了解，據(jù)數(shù)據(jù)顯示各生境中只有1%的微生物可以純培養(yǎng)，99%的微生物在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)下無(wú)法純培養(yǎng)。

近年來(lái)，得益于高通量技術(shù)的發(fā)展和成本的低廉化，使得微生物多樣性的研究走入了更多學(xué)科的領(lǐng)域，純培養(yǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的研究在今天得以實(shí)現(xiàn)，微生物和環(huán)境、資源、人類健康、動(dòng)植物健康養(yǎng)殖等的高通量研究可以方便快速的指引著所有科研工作者，為他們帶來(lái)了前所未有的理論支撐和現(xiàn)實(shí)意義。

微生物多樣性的研究主要是通過(guò)對(duì)16S /18S / ITS這些擴(kuò)增子進(jìn)行建庫(kù)測(cè)序，進(jìn)而研究環(huán)境或組織中微生物的多樣性及群落組成差異，它主要通過(guò)對(duì)特定長(zhǎng)度的PCR產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序分析來(lái)達(dá)到的。想必特定長(zhǎng)度片段的PCR產(chǎn)物的建庫(kù)大家比較了解了，下面就說(shuō)一下測(cè)序怎么去選擇測(cè)序平臺(tái)。

高通量測(cè)序研究微生物多樣性目前市面上主要的測(cè)序平臺(tái)有：Roche454、IlluminaHiseq 2500、4000以及Miseq平臺(tái)等。Hiseq平臺(tái)讀長(zhǎng)較短，454相對(duì)Miseq平臺(tái)測(cè)序深度相對(duì)較低，并且454已經(jīng)停產(chǎn)，所以目前常被人們所使用的是Miseq平臺(tái)。Miseq平臺(tái)讀長(zhǎng)雙端合并450–550bp，測(cè)序通量可達(dá)15Gb，并且測(cè)序準(zhǔn)確率高。

下面就主要講解一下16S/ 18S / ITS這些擴(kuò)增子測(cè)序：

 核糖體RNA即 rRNA，占RNA總量的82%左右。核糖體RNA編碼的DNA序列中既有保守區(qū)又有可變區(qū)，保守序列區(qū)域反映了生物物種間的親緣關(guān)系，而高變序列區(qū)則體現(xiàn)物種間的差異。              

1. 16SrDNA測(cè)序：16SrDNA為編碼原核生物核糖體小亞基rRNA的DNA序列，具有10個(gè)保守區(qū)和9個(gè)高變區(qū)，其中保守區(qū)在細(xì)菌間差異不大，高變區(qū)具有屬或種的特異性，對(duì)16SrDNA某個(gè)高變區(qū)進(jìn)行測(cè)序，用于研究微生物中細(xì)菌或古菌的群落多樣性。

2. 18SrDNA測(cè)序：16SrDNA為編碼真核生物核糖體小亞基rRNA的DNA序列。對(duì)18SrDNA某個(gè)高變區(qū)進(jìn)行測(cè)序，用于研究樣本中真核微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性。18SrDNA序列圖略，它和16S很像，比16S稍長(zhǎng)并且多一些臂和環(huán)結(jié)構(gòu)，兩者空間結(jié)構(gòu)十分相似，在核糖體中起到的作用也基本相同。

3. ITS測(cè)序：ITS分為兩個(gè)區(qū)域：ITS1和ITS2，ITS1位于真核生物rDNA序列18S和5.8S之間，ITS2位于真核生物rDNA序列5.8S和28S之間。對(duì)于ITS1或ITS2進(jìn)行測(cè)序，用于研究微生物中真菌群落多樣性。所以，對(duì)于研究真菌多樣性的研究者既可以選擇18S也可以選擇ITS進(jìn)行擴(kuò)增子測(cè)序，均可達(dá)到目的。

另外，很多人認(rèn)為宏基因組和擴(kuò)增子測(cè)序的技術(shù)是一樣的，這樣的認(rèn)識(shí)是不完全的，宏基因組測(cè)序是對(duì)樣品DNA進(jìn)行片段化來(lái)建庫(kù)的，而不是針對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行建庫(kù)測(cè)序的，所以它們有著本質(zhì)的區(qū)別，拿到的信息也是存在著千差萬(wàn)別，但是有一點(diǎn)是一樣的就是它們都可以對(duì)微生物群落組成和相對(duì)定量進(jìn)項(xiàng)研究。

最后，小編給大家?guī)?lái)微生物多樣性研究的建議擴(kuò)增引物，希望對(duì)大家有所幫助