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16S rDNA是原核生物核糖體小亞基的組成部分,包含10個保守區(qū)域(Conserved Regions)和9個高變區(qū)域(Hypervariable Regions),其中,保守區(qū)為細菌共有,而高變區(qū)具有種屬特異性,其基因序列隨親緣關系不同而有一定的差異。因此,16S rDNA可以作為揭示生物物種的特征核酸序列,是細菌系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定的指標。16S rDNA擴增子測序技術是研究環(huán)境樣品中微生物群落組成結構的重要手段。 Image 18S rDNA則是真核生物核糖體小亞基的組成部分,與16S rDNA類似,其序列中的高變序列區(qū)域能體現(xiàn)物種間的差異。對微生物群落進行分析時,16S rDNA主要用于原核生物多樣性的鑒定,而18S rDNA則主要用于真核微生物(原生動物、藻類、真菌等)多樣性的鑒定,根據(jù)研究需求的不同,可以選擇不同的擴增區(qū)域進行研究。
16S rDNA 區(qū)域測序及引物選擇 Image 18S rDNA區(qū)域測序及引物選擇 Image ITS區(qū)域測序及引物選擇 Image
微生物幾乎存在于地球的每一個角落之中,從人體腸道,到人類生存所必須依賴的空氣,再到火山等高溫極端環(huán)境,都可以見到它們的身影。通過16S rDNA/18S rDNA/ITS測序,我們可以對環(huán)境中的優(yōu)勢物種、稀有物種及一些未知物種同時進行檢測,獲得環(huán)境中微生物群落組成及相對豐度,這對研究微生物與環(huán)境的關系、微生物與人體的關系,以及微生物資源的利用等有著重要的理論和現(xiàn)實意義。
微生物多樣性研究可以應用在人體醫(yī)學、農業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境治理、生物能源等諸多領域。在人體醫(yī)學領域,通過比較正常和疾病狀態(tài)下的微生物群落結構和功能變化,對微生物群落多樣性進行比較分析,可以獲得人體微生物群落變化同疾病之間的關系,為后續(xù)疾病預防檢測及治療提供理論基礎;而在環(huán)境領域中,高通量測序技術的成熟和普及,使我們能夠對環(huán)境微生物進行深度測序,靈敏地探測出環(huán)境微生物群落結構隨外界環(huán)境的改變而發(fā)生的變化,從而為我們研究微生物與環(huán)境的關系、治理環(huán)境和利用微生物資源提供理論指導。

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