16S rRNA基因高变区V4和V3−V4及测序深度对油藏细菌菌群分析的影响

【背景】16S rRNA基因测序是当前研究微生物群落组成及其分布的重要手段。【目的】揭示16S rRNA基因高变区V4 (515-806)和V3-V4 (338-806)及测序深度(1-2万条和10万条)对油藏微生物细菌群落组成和多样性分析的影响。【方法】所用油水样细菌16SrRNA基因拷贝数为(6.51±0.56)×108/L,16SrRNA基因V4区测序使用IlluminaMiSeqPE250测序平台,V3-V4区测序使用MiSeqPE300测序平台。【结果】测序深度达到1-2万条时,V4和V3-V4区测序文库覆盖率均达到99.6%以上,且具有较好的可重复性;V4区测序深度为1-2万和10万时,菌群α多样性指数受测序深度影响不显著;与V4区测序相比,同样测序深度(1-2万)下,V3-V4区测序获得的菌群α多样性指数有所降低。V4测序1-2万与10万获得的菌群中几乎未出现显著性差异微生物类群;同样测序深度(1-2万)下,V4与V3-V4测序相比,优势微生物类群Epsilonproteobacteria(51.37%:64.23%)和Deltaproteobacteria (17.96%:11.40%)相对丰度表现出显著差异。【结论】测序深度达到一定水平,增加测序深度会一定程度上影响菌群α多样性指数,对菌群β多样性分析的影响十分有限;同一测序深度下,V4区与V3-V4区测序获得的细菌菌群α多样性指数明显不同,部分优势微生物类群的相对丰度值之间具有显著性差异。鉴于测序读长的提升和测序成本降低,与V4区测序相比,V3-V4区测序在更低的测序深度下文库覆盖率更高,可提供更多用于反映物种亲缘关系的16S rRNA碱基信息,本文认为V3-V4区测序可作为当下菌群分析的首选区域。