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中科院揭示基因組內(nèi)16S rRNA差異導(dǎo)致的原核生物多樣性

更新時(shí)間:2013-10-14      瀏覽次數(shù):1189

近期,中科院武漢病毒研究所周寧一研究員課題組,在基因組內(nèi)16S rRNA基因的差異性而導(dǎo)致的原核生物多樣性高估研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在7月的微生物學(xué)刊物Applied and Environmental Microbiology上,并被本期雜志選為亮點(diǎn)文章。

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16S rrna

自從Carl Woese應(yīng)用16S rRNA基因來(lái)確定原核生物的親緣關(guān)系,這個(gè)方法已成為原核生物系統(tǒng)發(fā)育和分子生態(tài)學(xué)研究中*的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)。然而,該基因在原核生物內(nèi)往往同時(shí)存在多個(gè)拷貝,而且拷貝之間的基因序列并不*一致。因此,在原核生物生態(tài)學(xué)研究中,基于16S rRNA基因的菌群多樣性分析會(huì)引起一定程度的高估。

該組從目前2013個(gè)測(cè)序的原核生物基因組中,對(duì)16S rRNA基因的拷貝數(shù)及基因組內(nèi)部異質(zhì)性做了詳細(xì)的分析研究,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌基因組中包含1-15個(gè)拷貝,古菌基因組中包含1-4個(gè)拷貝。在952個(gè)基因組(隸屬于585個(gè)種)內(nèi)發(fā)現(xiàn)16S rRNA基因存在異質(zhì)性。并發(fā)現(xiàn)16S rRNA基因不同區(qū)域存在不同程度的異質(zhì)性,因而利用不同區(qū)域的序列進(jìn)行基于焦磷酸測(cè)序的分子生態(tài)學(xué)研究會(huì)造成不同程度的多樣性高估。

本研究指出,對(duì)于經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行焦磷酸測(cè)序的區(qū)域中,V4-V5區(qū)域顯示了zui低的高估程度(約為3.0%),而V6區(qū)域的高估程度zui高(約為13%)。因此在原核生物分子生態(tài)學(xué)研究中,16S rRNA基因的V4-V5區(qū)域更適合作為焦磷酸測(cè)序的目的片段。這是迄今為止zui全面的關(guān)于16S rRNA基因的基因組內(nèi)差異的研究,本研究不但提供了在針對(duì)不同的16S rRNA基因區(qū)段時(shí)不同豐度的高估程度,而且提出了可利用V4-V5區(qū)來(lái)降低這一高估。

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