真菌宏基因組的靶向探針技術(shù)和樣本數(shù)據(jù)分析.pdf

1、真菌(fungi)為低等真核生物，種類龐大而多樣。真菌在自然界分布廣泛，土壤、水、空氣和生物體內(nèi)外都有存在，與人類生產(chǎn)和生活有著非常密切的關(guān)系。據(jù)估計(jì)，全世界約有真菌150萬種，己被描述的約8萬種，目前環(huán)境中絕大多數(shù)的微生物還未被研究過。宏基因組技術(shù)直接從環(huán)境樣品中提取微生物群體基因組DNA，無需傳統(tǒng)微生物研究方法所必需的培養(yǎng)階段來對(duì)其進(jìn)行研究，可獲得大量的前所未知的微生物信息。然而由于目前宏基因組技術(shù)還處于發(fā)展階段，如何準(zhǔn)確、有效且低

2、成本的獲取環(huán)境微生物信息，探索未知基因與物種成為一項(xiàng)新的研究熱點(diǎn)。同時(shí)隨著目前大規(guī)模測(cè)序工作的逐步展開，如何在宏基因組海量數(shù)據(jù)中正確鎖定信息，分析并準(zhǔn)確進(jìn)行物種及功能的歸類將變得越來越重要。
　　本論文關(guān)注于高通量測(cè)序技術(shù)背景下真菌的宏基因研究。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的真菌宏基因組信息捕獲技術(shù)并利用序列分類的方法分析了樣本數(shù)據(jù)。
　　首先我們提出了一種宏基因組靶向分析的思路：將功能酶作為靶向基因，通過搜集整理釀酒過程中微生物代謝關(guān)

3、鍵酶基因，設(shè)計(jì)探針以制作捕獲芯片從而進(jìn)行宏基因組目的片段的捕獲及測(cè)序分析，以達(dá)到分析微生物群落的目的。為此我們考察了釀酒環(huán)境中的關(guān)鍵酶和重要微生物情況，整理出6大類代謝，13條代謝途徑，52個(gè)代謝關(guān)鍵酶及21個(gè)真菌屬。同時(shí)我們以a淀粉酶為例，設(shè)計(jì)出探針65條，并利用其中真菌的15條探針進(jìn)行了模擬捕獲，在CAMERA數(shù)據(jù)庫中的十二樣本中成功捕獲序列片段8條，且進(jìn)行了初步的種類鑒定。
　　隨后我們進(jìn)行了宏基因組樣本數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用獨(dú)創(chuàng)性