通过保守序列测序来鉴定微生物，可靠性有多少

Question

如题所述

Answer 1

二代测序在微生物研究中使用的频率越来越高了，通过16S rDNA测序可以得到微生物基因组的序列信息，通过序列比对即可鉴定出微生物的种属，从而进行后续的分析。今天我们就来聊一聊16S rDNA测序是如何鉴定微生物到种的！
1.什么是 16S rDNA？
细菌rRNA（核糖体RNA）按沉降系数分为3种，分别为5S、16S和23S rRNA。16SrRNA为核糖体的RNA的一个亚基，16SrDNA就是编码该亚基的基因。16S rDNA因其序列在物种间的高度多样性，成为细菌分类学研究的“分子钟”，素有“细菌化石”之称。16S rDNA基因全长1542 bp，由9个可变区和10个保守区组成。其中保守区反映了生物物种间的亲缘关系，而可变区则表明物种间的差异，且变异程度与细菌的系统发育密切相关。

图16S rDNA基因组成（灰色为保守区，绿色为可变区）
2.什么是 16S rDNA测序？
在细菌基因组中，编码 16S rRNA 的 rDNA 基因具有良好的进化保守性，适宜分析的长度（约为1.5kb），以及与进化距离相匹配的良好变异性，所以成为细菌分子鉴定的标准标识序列。16S rDNA测序即是对16S rDNA特定可变区（可选择单可变区或是多可变区）进行PCR扩增，再结合高通量测序和生物信息分析，帮助研究人员进行大规模鉴定群落组成，表达丰度，以及开展系统进化分析的方案。该方案因其无需分离培养细菌，实验操作简单，并可大规模鉴定特定生境中全部菌群而成为研究微生物群落多样性的首选方案。
3.16S rDNA测序如何鉴定微生物到种？
联川基于最新版Greengene和自建数据库以及V3、V4双可变区扩增测序，并配合自主开发的数据分析程序可以将菌群鉴定到分类学上“种”的级别（目前最多可鉴定4414个种，覆盖2106个属，可鉴定菌种持续更新中......）。

(图片仅供参考)
4.微生物鉴定到种的意义？
在医学研究中，将菌群鉴定到种的级别具有重要的临床应用价值，因为这不仅可以鉴定出某种传染病的关键致病菌种，还可以帮助临床医生选择适合的抗生素，以及确定治疗持续的时间和制定传染控制程序。
在农业生产中，牲畜、农作物的生长既离不开与菌群的共生作用，也时常受到多种不同病菌的侵染而影响发育，减产，甚至造成死亡，如鉴定出引起某一病害的关键或是占主导的菌种，缩小致病菌范围，将显著促进开发出更有针对性的控制策略。