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画画图,拆解16S宏基因组文库结构

 微微悦明 2021-12-13

之前笔者和大家讨论了高通量测序的三种主要建库方法:

高通量测序DNA样本建库方法(1):机器打断法

高通量测序DNA样本建库方法(2):转座酶建库法

高通量测序DNA样本建库方法(3):扩增法

16S宏基因组测序所采用的就是扩增法建库,即利用PCR方法扩增特定的分子片段,并在扩增过程中引入接头和测序引物区域的建库方法(详见前贴漫谈16S的前世今生

针对16S的宏基因组建库,目前市面上主要分两种类型(一步法建库和两步法建库)。

一步法建库是指通过一轮PCR反应,同时进行16S扩增和接头连接的工作,如下图a所示。

两步法建库是指通过两轮PCR反应,分别进行16S扩增以及接头连接的工作,如下图b所示。

由于一步法建库会造成某些菌的假阴性结果,定量结果也与实际结果相差较远。之前的研究表明,两步法建库的结果准确性明显优于一步法建库。目前大多数实验室采取的都是两步法建库。(详情可参见前贴【好文共赏】一管窥豹,SOP标准化在宏基因组研究中的重要性

因此,我们今天就详细讨论下针对16S的两步法建库的流程和文库结构。

先说一下最后咱们拿到的成功的16S文库结构应该是怎么样的呢?

是这样滴~

P7锚定序列/P5锚定序列:是指文库序列和测序芯片锚定结合的片段。

Index序列:是指用于区分不同样本的序列,也成为Barcode序列。

测序引物:测序反应时所需的序列。

目标区域扩增引物序列:是指16S扩增引物序列。

看起来还是很复杂?那把两步法再拆分来看看吧。

建库第一步:

16S选择性区域扩增

此步PCR反应原理上如图所示:

蓝色为测序引物区域,绿色为扩增引物序列(可根据扩增区域的变化而变化)。

建库第二步:

第二轮扩增

此步PCR反应原理上如图所示:

紫色为锚定序列,蓝色为测序引物区域。

红色为index序列,或称为barcode。不同样本所用的index序列不同。

illumina推荐index列表如下:

如为96个样本,则illumina推荐的index安排情况为:

当然,我们也可以视自己的实验情况自行设计index:)

或者我们也可以在此基础protocal上进一步修改。

总而言之,16S扩增还是能变出很多花样(坑)滴~ 欢迎留言与大家分享

再PS:您在NGS实验中遇到过什么问题,又是怎么解决的呢?也欢迎留言与大家分享~ 

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微微悦明

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