? ? ? ? 在微生物多樣性研究中，通過測序獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控、去噪/聚類，劃分OTUs/ASVs（后面統(tǒng)一稱之為Feature），并根據(jù)Feature的序列組成得到其物種分類，其中物種注釋尤為重要，物種注釋結(jié)果的的好壞直接影響后續(xù)的分析。

? ? ? ? 全長擴(kuò)增子相較于二代短片段擴(kuò)增子，注釋率和準(zhǔn)確度上有極大的提升。百邁客微生物研發(fā)團(tuán)隊(duì)額外建立了三個(gè)專有數(shù)據(jù)庫，使用新的專有數(shù)據(jù)庫和注釋方法，在種水平注釋率上，人腸道樣本注釋率提升5.18%，口腔提升3.5%，小鼠腸道提升20.41%。項(xiàng)目實(shí)測的注釋結(jié)果為：人腸道樣本平均注釋率88.3%；小鼠腸道樣本63.58%，口腔樣本97.65%。

? ? ? ? 下面給大家介紹4個(gè)數(shù)據(jù)庫:Silva數(shù)據(jù)庫、人類腸道微生物庫（hGMB）、人類口腔微生物組數(shù)據(jù)庫（eHOMD）、小鼠腸道微生物資源庫（mGMB）。?

數(shù)據(jù)庫介紹

1.Silva數(shù)據(jù)庫：https://www.arb-silva.de/

SILVA是一個(gè)包含三域微生物（細(xì)菌、古菌、真核）rRNA基因序列的綜合數(shù)據(jù)庫，其數(shù)據(jù)庫涵蓋了原核和真核微生物的小亞基rRNA基因序列（簡稱SSU，即16S和18SrRNA）和大亞基rRNA基因序列（簡稱LSU，即23S和28SrRNA）。目前數(shù)據(jù)庫版本為SILVA 138.1，更新時(shí)間為2020年9月2日，數(shù)據(jù)庫包含的數(shù)據(jù)信息見下表1所示。

表1?SILVAdatabases 138.1數(shù)據(jù)庫基本參數(shù)信息

2.hGMB數(shù)據(jù)庫：https://hgmb.nmdc.cn/

2021年5月，中科院微生物所通過從健康志愿者糞便中分離培養(yǎng)細(xì)菌，構(gòu)建了一個(gè)開放獲取的人類腸道微生物庫（hGMB）。數(shù)據(jù)庫共有1170個(gè)菌株，代表6門53科159屬400個(gè)不同物種。并保存在國際保存機(jī)構(gòu)（IDA）-中國微生物培養(yǎng)總收集中心（CGMCC），以便在全球范圍內(nèi)長期保存和公共使用。該網(wǎng)站提供了已知物種的菌株身份、基因組材料和基本分類信息。根據(jù)國際原核生物命名規(guī)則，對102個(gè)新種進(jìn)行了特征描述和命名，提出了28個(gè)新屬和3個(gè)新科。hGMB代表了全球人類腸道16S rRNA基因擴(kuò)增子數(shù)據(jù)（n=11647）中80%以上的常見和優(yōu)勢人類腸道微生物屬和種。

3.人類口腔微生物組數(shù)據(jù)庫（eHOMD）:http://www.homd.org/

目前，eHOMD共包括775種微生物，其中687種來自HOMD 14.51版，88種是根據(jù)口外空氣消化道微生物群的公開可用數(shù)據(jù)在本次擴(kuò)展中添加的。在所有物種中，57%是正式命名的，13%是未命名的（但可人工培養(yǎng)），30%是無人工培養(yǎng)型。eHOMD將序列數(shù)據(jù)與表型、系統(tǒng)發(fā)育、臨床和文獻(xiàn)信息聯(lián)系起來，共有2074個(gè)口腔/鼻腔基因組，代表529個(gè)分類群（占所有分類群的67%，占培養(yǎng)分類群的95%）。目前可在eHOMD上獲得，并帶有注釋，可在基因組瀏覽器軟件中查看。作為HOMD項(xiàng)目、人類微生物組項(xiàng)目和其他測序項(xiàng)目的一部分確定的空氣消化道細(xì)菌的基因組序列將在可用時(shí)添加到eHOMD中。更新時(shí)間為2020-11-13?版本V9.14。

4.?小鼠腸道微生物資源庫（mouse gut microbe biobank, mGMB）

包括126種微生物及其基因組。該小鼠菌株資源庫覆蓋了超過88%小鼠腸道的核心屬，其基因組代表了超過52%的小鼠腸道微生物的非冗余功能基因集。該資源庫的構(gòu)建使得可培養(yǎng)的小鼠腸道微生物菌株資源從48個(gè)屬增加到110個(gè)屬、從76個(gè)種增加到180個(gè)種。

文章發(fā)表信息

地址：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13836-5

注釋方法介紹

1）基于比對方法(blast)：通過blast比對結(jié)果，可以在?N個(gè)比對結(jié)果中找到一致性最高或基于LCA最近共同祖先用于分類。

2）基于樸素貝斯分類器(bayes)：傳統(tǒng)的bayes分類器方法，常見于QIIME和Mothur軟件，使用前必須訓(xùn)練分類器，以便讓軟件“學(xué)會(huì)”哪些特征可以很好地區(qū)分每個(gè)分類組。

3)?比對結(jié)合分類器方法（blast+bayes）：QIIME2中的注釋方法，先使用?blast方法將特征序列與參?考?數(shù)?據(jù)?庫?比?對?，?不?能?精?確?比?對?上?參?考?數(shù)?據(jù)?庫?的?使?用?classify-sklearn?分類器分類。

全長擴(kuò)增子數(shù)據(jù)物種水平注釋結(jié)果

選擇人腸道(171個(gè)樣本)、口腔(68個(gè)樣本)、小鼠腸道(138個(gè)樣本)專有性數(shù)據(jù)庫對比測試，使用不同注釋方法和數(shù)據(jù)庫對全長擴(kuò)增子數(shù)據(jù)進(jìn)行注釋，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表所示：

表2.全長擴(kuò)增子物種水平注釋率統(tǒng)計(jì)

? ? ? ? 結(jié)果表明，其中物種注釋方法方面：blast+bayes方法優(yōu)于bayes，平均提升30%注釋率提升：采用blast+bayes，silva132數(shù)據(jù)庫比較，平均提升9.7%，其中人腸道提升5.18%，口腔提升3.5%，小鼠腸道提升20.41%。其中人腸道樣本使用silva138+hgmb整合數(shù)據(jù)庫種水平注釋結(jié)果，人口腔樣本使用homd數(shù)據(jù)庫種水平注釋結(jié)果，小鼠腸道選擇silva138+mgmb+miBC整合數(shù)據(jù)庫。

? ? ? ? 百邁客云平臺將會(huì)陸續(xù)上線以上數(shù)據(jù)庫及注釋分析流程，為您帶來更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，更好的注釋方法和物種注釋。

? ? ? ? 百邁客微生物產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過持續(xù)的研發(fā)投入，大大提高PacBio?Sequel2的有效CCS數(shù)據(jù)產(chǎn)出，這使得百邁客的全長擴(kuò)增子價(jià)格不斷親民化。我們的目標(biāo)是，讓科研人員都可以使用上三代測序技術(shù)，通過大樣本量、高深度的測序，來真實(shí)還原研究項(xiàng)目中的菌群規(guī)律。

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近年來，環(huán)境微生物組學(xué)在自然生態(tài)環(huán)境、植物生長發(fā)育、動(dòng)物與人體健康等領(lǐng)域應(yīng)用越來越火熱，其研究進(jìn)展和研究結(jié)果頻頻出現(xiàn)在Nature、GUT、Microbiome、PNAS等期刊上。QIIME2以可重復(fù)、可交互、可擴(kuò)展的優(yōu)勢也迅速成為微生物多樣性領(lǐng)域研究的重要分析手段，本次培訓(xùn)班重點(diǎn)在于幫助大家掌握linux系統(tǒng)下基于QIIME2軟件對微生物多樣性數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自主分析

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本課程從IF=10及4分的SCI文章入手，從宏基因組背景介紹、實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)測序原理、建庫方法和流程、送樣注意事項(xiàng)等）、分析(下機(jī)數(shù)據(jù)質(zhì)控、有參注釋、無參組裝/預(yù)測/物種注釋/功能注釋等)、可視化作圖，讓您全面了解宏基因組分析每個(gè)過程，并結(jié)合案例文章，讓您了解宏基因組文章思路，助力科學(xué)研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]??Liu C , ?Du M , ?Abuduaini R , et al. Enlightening the Taxonomy Darkness of Human Gut Microbiomes With a Cultured Biobank[J].Microbiome, 2021, 9(1).

文獻(xiàn)下載：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34020714

 

[2]?Escapa I F , ?Chen B T , ?Huang B Y , et al. New Insights into Human?Nostril Microbiome from the Expanded Human Oral Microbiome Database (eHOMD): a Resource for the Microbiome of the Human Aerodigestive Tract.

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[4]?Liu, C., Zhou, N., Du, MX. et al. The Mouse Gut Microbial Biobank expands the coverage of cultured bacteria. Nat Commun 11, 79 (2020).

文獻(xiàn)下載：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/31911589