易生信 擴增子教程02 真菌引物選擇

2021-08-21 03:15:25 字數 2000 閱讀 8289

距離上次《生信寶典》聯合《巨集基因組》組織的擴增子分析線下培訓結束己經有三個多月了。為方便廣大讀者的學習,現在開始陸續分享上次培訓的內部資料——理論課程課件。希望對想自學分析的朋友起到一定幫助作用。

首先講一下真菌的定義,真菌通常指的是真菌界的生物,是一類單細胞或多細胞異養真核微生物,無光合色素,細胞壁含幾丁質和纖維素。按功能劃分,可大致分為3類,病原菌、共生菌和腐生菌。真菌具有很高的物種多樣性,據估計全球大約150萬種,僅次於昆蟲,但是目前通過形態行鑑定的物種只佔 5-10%。因此,我們必須借助與分子生物學手段去研究真菌。那麼就涉及到pcr擴增,而pcr擴增最重要的就是引物的選擇。

從這張圖上我們可以看出,隨著分子生物學的發展,科學家們已經設計出了各種各樣的擴增真菌的引物,主要涉及小亞基、大亞基和its區。那麼這些引物到底有什麼區別?我們應該如何來選擇合適的引物呢?幾十年來,科學家一致致力於解決這個問題,一直希望找到一對只對真菌專一,而又不能擴增出其他類生物的引物。

前人為此做了很多相關的研究,結果發現:與細菌的小亞基不同,its區對真菌物種的區分度最高,從這張圖上我們也可以看出,對於同乙個樣品,its區能鑑定出的物種要明顯高於小亞基和大亞基,並且its2區要高於its1區。

在2023年荷蘭阿姆斯特丹舉行的第四屆國際條形碼大會上,全球真菌學家一致同意確定將its作為區分真菌的條形碼,

並於2023年發表在pnas上,its對區分所有真菌有72%的成功率。

擴增子分析可以方便快速的解決我們許多的科學問題,但是我們也不能忽視他的缺陷,例如引物的偏好性問題,往往導致導致資料與實際環境中不同。從此圖中我們可以看出,無論是its區還是小亞基大亞基區引物,採用擴增子分析時,與採用巨集基因組方法分析的結果都存在差異。所以選擇合適的引物進行擴增,對科研的開展尤為重要!儘管我們不能百分百的解決此問題,但是我們還是要盡量提高鑑定的精度

tedersoo2023年總結了前人的文獻之後,給出一些可供選擇的擴增真菌的引物。但是這些引物也不是盡善盡美,有些引物對真核生物專一,可能導致擴增出許多非真菌的序列,影響測序的序列數量。有些對真菌專一,又可能導致一些重要類群的丟失。

這是我們實驗室經過多年摸索確定的我們認為比較好的引物,我們之所以採用兩輪pcr是因為,土壤提取的dna太複雜,往往含有大量雜質,如果採用一輪的話,經常擴增不成功。最開始的時候,我們也是採用的its一區擴增,但是後來發現its2區的區分能力要好於1區,目前主要還是擴增2區。一輪引物可擴增its全長,二輪為針對特定區域的引物。後邊兩項為我們常用的反應條件和體系,需要提醒的一點是,大家還是需要做預實驗。

然後再給大家介紹兩對最新設計的引物,第乙個為talor 16年發表在aem上的,為5.8s-fun~its4-fun,目標區段為its2區

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