基于高通量测序的象山港海域黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)食性分析

选取象山港黑鲷个体为研究对象,以18S rDNA为靶标,利用Illumina Miseq高通量测序方法研究黑鲷饵料生物组成特征,分析不同龄组黑鲷的食性异同。通过序列比对,共在黑鲷胃含物中鉴定出41个属中的62种饵料生物,分属9个门,其中节肢动物门（Arthropoda）、绿藻门（Chlorophyta）和软体动物门（Mollusca）是黑鲷饵料生物的优势组成门类。从饵料生物相对丰度和出现频率上分析,石莼（Ulva lactuca）、熊本牡蛎（Crassostrea sikamea）、胸刺水蚤（Centropages hamatus）、日本蟳（Charybdis japonica）、毛蚶（Scapharca subcrenata）和褐菖鲉（Sebastiscus marmoratus）是黑鲷的优势饵料物种,所占饵料生物总相对丰度的比重达60.90%。相似性分析检验（ANOSIM）结果显示：1至4龄黑鲷个体的饵料生物组成不存在显著性差异。与传统食性分析方法相比,高通量测序法在黑鲷饵料生物检测灵敏性上显现了较为明显的优势,保障黑鲷等重要物种的种群稳定对于该海域具有重要的生态和经济意义。     

动物食性分析在生态学中的应用研究进展——基于DNA宏条形码技术

动物食性分析是动物营养生态学的重要研究手段,可用于解析动物与环境因素的关联性、捕食者与猎物之间的关系,以及动物物种多样性等科学问题。近年来,基于新一代测序技术的DNA宏条形码技术被广泛应用到生态学多个研究领域,极大地促进了生命科学交叉学科的发展。其中,DNA宏条形码技术在动物食性分析中具有高分辨、高效率、低样本量等优势,具有重要的应用前景。综述了基于DNA宏条形码技术的动物食性分析在生态学中的应用研究进展,并进一步总结了DNA宏条形码技术原理和食性分析方法,着重探讨了基于DNA宏条形码技术的动物食性分析在珍稀濒危动物保护、生物多样性监测、农业害虫防治等生态学研究领域中的应用,并对DNA宏条形码技术在动物食性分析中存在的问题及应用前景进行小结与展望。     

高通量测序技术及其应用

高通量测序技术是DNA测序发展历程的一个里程碑,它为现代生命科学研究提供了前所未有的机遇。详细介绍了以454、Solexa和SOLiD为代表的第二代高通量测序技术,以HeliScope TIRM和Pacific Biosciences SMRT为代表的单分子测序技术,以及最近Life Science公司推出的Ion Personal Genome Machine (PGM)测序技术等高通量测序技术的最新进展。在此基础上,阐述了高通量测序技术在基因组测序、转录组测序、基因表达调控、转录因子结合位点的检测以及甲基化等研究领域的应用。最后,讨论了高通量测序技术在成本和后续数据分析等方面存在的问题及其未来的发展前景。     

高通量测序技术在线虫多样性研究中的应用

土壤线虫多样性是土壤生态学研究的热点之一, 然而对土壤线虫群落组成及多样性的研究通常受到分类学和方法学的限制。当前, 分子生物学技术的快速发展丰富了我们对土壤线虫多样性的认识, 但也存在一定的局限性。本文综述了常用分子生物学技术如变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)、实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qPCR)和高通量测序(high-throughput sequencing, HTS)技术近年来在线虫多样性研究中的应用, 重点从土壤线虫DNA提取方法、引物和数据库的选择、高通量测序技术和形态学鉴定结果的比较等方面阐述了高通量测序技术在线虫多样性研究中的优势与不足, 并提出选择合适的线虫DNA提取方法结合特定引物和数据库进行注释分析, 仍是今后使用高通量测序技术开展线虫多样性研究的重点。当研究目标是土壤线虫多样性时, 优先推荐富集线虫悬液提取DNA的方法, 因此, 研究人员应根据具体目标选择最优组合开展实验研究。     

基于高通量测序技术大亚湾肥胖软箭虫(Flaccisagitta enflata)的食性分析

采用Illuminate高通量测序技术分析了大亚湾肥胖软箭虫(Flaccisagitta enflata)的食性.在夏季(2017年8月)和冬季(2018年1月)对大亚湾内不同站位拖网采获的四组样品中,分别挑取毛颚类优势种肥胖软箭虫进行18S rDNA V4区扩增;通过高通量测序得到四组样品的序列,经过处理每组样品得到...     

高通量测序技术在细菌耐药中的应用

细菌耐药已成为威胁全球人类公共健康的重要因素之一,快速、准确明确细菌耐药的特性、机制及传播特征对疾病治疗及控制耐药菌的传播具有重要意义。高通量测序技术可以同时平行检测多个基因序列的状态,已广泛应用于细菌耐药检测。目前高通量测序技术在细菌耐药领域的应用主要有:全基因组测序技术、目标区域测序技术和宏基因组测序技术。所采用的测序平台主要为Illumina、Ion Torrent、BGI等二代测序和Pacific Biosciences、Oxford Nonopore 等三代测序平台。通过细菌耐药基因预测细菌耐药表型的准确性在很大程度上依赖于成熟的专业耐药基因数据库,各种通用型、特异型及隐马尔可夫模型耐药基因数据库的建立和完善,为高通量测序技术在细菌耐药领域的应用提供了坚实的基础。本文简要介绍了高通量测序技术、数据分析方法及相应测序平台在细菌耐药领域中的应用进展,并同时介绍了细菌耐药数据库的现状。     

高通量测序技术在肉类掺假检测中的应用进展

肉类掺假现象普遍存在,导致严重的公共卫生风险和侵犯宗教信仰行为.快速、有效、准确和可靠的检测技术是有效监管肉类掺假的关键手段.近年来,基于高通量测序的DNA宏条形码技术发展迅速,具有高通量、高精度和速度快等特点,并且可以实现复杂样品中多个物种的同时检测,因而在肉类及其制品的掺假检测方面具有明显的优势.文中介绍了近20年...     

高通量测序技术在食品微生物研究中的应用

高通量测序技术的快速发展对食品微生物发酵过程和机制研究产生了深刻的影响,主要体现在食品微生物生理功能、代谢能力和进化的研究以及食品微生物群落结构、动态变化及其对环境的响应机制等方面。另外,通过对食品微生物基因组和元基因组进行数据分析,也对食品发酵过程优化、微生物功能改造、食源性微生物疾病预防和控制等提供了重要的依据。本文总结了近年来利用高通量测序技术对食品微生物基因组和元基因组进行测序的研究,并探讨了测序技术的发展对食品微生物研究的影响及发展趋势。     

高通量测序技术在转座子研究中的应用

高通量测序技术极大地提高了测序效率,大幅度降低了测序成本,同时该技术具有特异性好、灵敏度高、精确性高等优势,目前已被广泛应用于遗传变异、转录组学和表观组学等研究。近年来,高通量测序技术也逐渐应用于转座子的研究,并取得了丰硕的成果。本文主要综述了高通量测序技术在转座子研究中的应用,包括转座子含量估算、靶点偏好性及分布、多态性及群体频率、稀有转座子的鉴定、转座子的水平转移以及转座子标签技术中的应用等,并简要介绍了目前研究中采用的主要测序策略和算法,及其存在的利弊和相应的解决方案。最后对高通量测序技术,尤其是第三代测序技术的发展趋势和它们在转座子未来的研究中的应用进行了展望,以期为相关的科研人员提供一个全面的了解和参考。     

高通量测序技术及其在微生物学研究中的应用

20世纪70年代发明的核酸测序技术为基因组学及其相关学科的发展做出了巨大贡献,本世纪初发展的以Illumina公司的HiSeq 2000,ABI公司的SOLID,和Roche公司的454技术为代表的高通量测序技术又为基因组学的发展注入了新活力.本文在阐述这些技术的基础上,着重讨论了新一代测序技术在微生物领域中的应用.     

Commercial high-throughput sequencing and its applications in DNA analysis

DNA sequences can be used for the analysis of genetic variation and gene function. The high-throughput sequencing techniques that have been developed over the past three years can read as many as one billion bases per run, and are far less expensive than the traditional Sanger sequencing method. Therefore, the high-throughput sequencing has been applied extensively to genomic analyses, such as screening for mutations, construction of genomic methylation maps, and the study of DNA-protein interactions. Although they have only been available for a short period, high-throughput sequencing techniques are profoundly affecting many of the life sciences, and are opening out new potential avenues of research. With the highly-developed commercial high-throughput sequencing platforms, each laboratory has the opportunity to explore this research field. Therefore, in this paper, we have focused on commercially-popular high-throughput sequencing techniques and the ways in which they have been applied over the past three years.     

Promises and pitfalls of using high‐throughput sequencing for diet analysis

The application of high‐throughput sequencing‐based approaches to DNA extracted from environmental samples such as gut contents and faeces has become a popular tool for studying dietary habits of animals. Due to the high resolution and prey detection capacity they provide, both metabarcoding and shotgun sequencing are increasingly used to address ecological questions grounded in dietary relationships. Despite their great promise in this context, recent research has unveiled how a wealth of biological (related to the study system) and technical (related to the methodology) factors can distort the signal of taxonomic composition and diversity. Here, we review these studies in the light of high‐throughput sequencing‐based assessment of trophic interactions. We address how the study design can account for distortion factors, and how acknowledging limitations and biases inherent to sequencing‐based diet analyses are essential for obtaining reliable results, thus drawing appropriate conclusions. Furthermore, we suggest strategies to minimize the effect of distortion factors, measures to increase reproducibility, replicability and comparability of studies, and options to scale up DNA sequencing‐based diet analyses. In doing so, we aim to aid end‐users in designing reliable diet studies by informing them about the complexity and limitations of DNA sequencing‐based diet analyses, and encourage researchers to create and improve tools that will eventually drive this field to its maturity.     

Reproducibility of read numbers in high-throughput sequencing analysis of nematode community composition and structure

Although nematodes are the most abundant metazoan animals on Earth, their diversity is largely unknown. To overcome limitations of traditional approaches (labour, time, and cost) for assessing biodiversity of nematode species in environmental samples, we have previously examined the suitability of high-throughput sequencing for assessing species level diversity with a set of control experiments employing a mixture of nematodes of known number and with known sequences for target diagnostic loci. Those initial experiments clearly demonstrated the suitability of the approach for identification of nematode taxa but lacked the replicate experiments necessary to evaluate reproducibility of the approach. Here, we analyze reads generated from three different PCR amplifications and three different sequencing reactions to examine the differential PCR amplification, the possibility of emulsion PCR artefacts, and differences between sequencing reactions. Our results suggest that both qualitative and quantitative data are consistent and highly reproducible. Variation associated with in-house PCR amplification or emPCR and sequencing are present but the representation of each nematode is very consistent from experiment to experiment and supports the use of read counts to estimate relative abundance of taxa in a metagenetic sample.     

马属动物全基因组高通量测序研究进展

马属(Equus)动物的祖先大约在5500万年前出现,经过持续分化形成现今的马、驴和斑马,统称马属动物。马作为家畜中的重要一员,是推动人类文明发展的载体,在人类的饮食、战争、农耕、运输和娱乐等领域做出了巨大贡献。然而,人类为了满足需求,或多或少影响着马的进化方向,从而在长时间自然和人工选择过程中形成了多种独具特色性状的不同马种。驴和骡在全球的存栏量也较多,在人类的生产和生活中起到的作用同样不可忽视,不但为人类提供了生产力而且还提供了食物和营养保健品。可见,马属动物对人类的重要性。近年来,高通量测序技术和生物信息学分析方法被广泛运用于家畜的遗传学研究。人们利用高通量测序手段探索马属动物在进化过程中的种群变化历史,解析形成独特性状的分子机制,为其育种工作提供有效的数据支持。本文综述了马属动物全基因组高通量测序的研究进展,以及利用该技术在马属动物的进化历史和功能基因挖掘研究领域所取得的成就,以期今后对马属动物的深入研究、产业开发和利用等方面提供参考信息。     

Large-scale investigation of zoonotic viruses in the era of high-throughput sequencing

Zoonotic diseases considerably impact public health and socioeconomics. RNA viruses reportedly caused approximately 94% of zoonotic diseases documented from 1990 to 2010, emphasizing the importance of investigating RNA viruses in animals. Furthermore, it has been estimated that hundreds of thousands of animal viruses capable of infecting humans are yet to be discovered, warning against the inadequacy of our understanding of viral diversity. High-throughput sequencing (HTS) has enabled the identification of viral infections with relatively little bias. Viral searches using both symptomatic and asymptomatic animal samples by HTS have revealed hidden viral infections. This review introduces the history of viral searches using HTS, current analytical limitations, and future potentials. We primarily summarize recent research on large-scale investigations on viral infections reusing HTS data from public databases. Furthermore, considering the accumulation of uncultivated viruses, we discuss current studies and challenges for connecting viral sequences to their phenotypes using various approaches: performing data analysis, developing predictive modeling, or implementing high-throughput platforms of virological experiments. We believe that this article provides a future direction in large-scale investigations of potential zoonotic viruses using the HTS technology.     

基于高通量测序的慈竹笋转录组分析与基因功能注释

慈竹是我国四川当地的优势丛生竹种之一,其纤维长度和质量较优异,是造纸、纺织等工业的良好原料。本文利用Illumina Hi SeqTM 2000平台,对10、50、100和150 cm高的慈竹笋进行转录组分析,共得到69.28 M条读长(Reads),经从头拼接、组装和聚类后得到111 137条非重复序列基因Unigene,其中共有63 094条注释到COG、GO、KEGG、Swiss-Prot和Nr数据库中。这些Unigene不仅具有一般的功能,如转录和信号转导等,还涉及到蔗糖转运与代谢、次级代谢产物及细胞壁的生物合成等方面。不同高度慈竹笋的纤维素合成酶基因存在差异表达,发现了可能调控慈竹生长发育以及纤维素和木质素生物合成的相关基因,为慈竹品种改良提供一定的理论基础。