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2024最新宏基因组客户文章分享

基迪奥生物 · 公众号 · · 2024-11-21 18:05

正文

传统的微生物研究主要是基于纯培养技术，而自然界能够纯培养的微生物仅占很小一部分。为了克服这一限制，宏基因组学技术应运而生，它可以绕过微生物的分离培养步骤，直接从环境样本中提取全部微生物的DNA来进行分析。

基迪奥的组学服务口碑一直在线，除了单细胞转录组、空间转录组、常规转录组、代谢组等产品服务有大量的文章产出，宏基因组的高分文章也不断涌现！

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下面分享几篇2024最新的宏基因组项目文章，研究样本有污水、雨水、土壤、肠道等，希望可以给大家提供一些参考。

案例1

虾养殖中微藻自养生物絮体形成期间的微生物群落演替、相互作用和代谢功能

英文标题： Microbiota succession, species interactions, and metabolic functions during autotrophic biofloc formation in zero-water-exchange shrimp farming without organic carbon supplements

发表期刊： Bioresource Technology

发表时间： 2024.10

影响因子： 9.7

客户单位： 深圳大学

产品服务： Meta 16s,宏基因组,

物种样本： 水体微生物

DOI： 10.1016/j.biortech.2024.131584

本研究探索了自养生物絮团(ABF)在商业化对虾养殖中的应用潜力，并深入解析ABF形成过程中微生物群落组成、动态变化、相互作用和功能基因。研究结果显示，在持续12周的中试规模对虾养殖过程中，ABF成功地控制了氨氮和亚硝酸盐的浓度，即使在碳氮比降至2.0的条件下，仍可保持在对虾生长的安全水平。

微生物群落分析显示，ABF主要由原核生物变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门，以及真核生物硅藻门、轮虫门和纤毛虫门组成。细菌和微藻的协同作用促进了氮代谢，为ABF的硝化功能形成提供了重要的生物学依据。宏基因组学分析进一步确认了ABF中与碳、氮和磷循环相关的关键细菌和完整的功能基因。这项研究将有助于推动ABF在低碳对虾养殖中的应用。

图1. 不同养殖期自养型生物絮团中的微生物组成与动态变化

案例2

生物磁性离子交换树脂对诺氟沙星深度处理废水的抗性研究

英文标题： Resistance of biological magnetic ion exchange resin to norfloxacin on the advanced treatment of wastewater

发表期刊： Chemical Engineering Journal

发表时间： 2024.04

影响因子： 15.1

客户单位： 南京大学

产品服务： 宏基因组，蛋白质组（DIA）

物种样本： 污水底泥

DOI： 10.1016/j.cej.2024.150881

本文研究了抗生素诺氟沙星（Norfloxacin）对生物磁离子交换树脂（B-MAEX）系统处理废水中溶解性有机碳（DOC）和三氯生的效果。本研究从所有实验组中，分别取诺氟沙星初始浓度为0mg/L和50mg/L的锥形瓶中的污泥样品进行宏基因组和蛋白质组分析。结果发现诺氟沙星存在时，微生物群落多样性平均下降9.1%，表明诺氟沙星可以降低微生物群落多样性。与葡萄糖作为碳源相比，当使用醋酸钠作为碳源时，微生物群落多样性平均增加了28%，表明醋酸钠比葡萄糖更有利于微生物群落多样性。B-MAEX系统对诺氟沙星的抗性主要归因于其较高的生物活性和更多样的微生物群落，揭示了其在深度处理中的潜在应用。

图2. 不同浓度的诺氟沙星对活性污泥系统中DOC和三氯生去除效率的影响

案例3

SLC26A3基因缺乏促进代谢疾病易感转基因猪的小肠屏障损伤

英文标题： Deficiency of SLC26A3 promotes jejunal barrier damage in metabolic disease-susceptible transgenic pigs

发表期刊： International Journal of Biological Macromolecules

发表时间： 2024.10

影响因子： 7.7

客户单位： 中国农业科学院

产品服务： 宏基因组，RNA-seq，代谢组,

物种样本： 猪十二指肠

DOI： 10.1016/j.ijbiomac.2024.136245

本研究通过CRISPR/Cas9技术构建了代谢性疾病易感转基因巴马猪模型（GT），并对其进行高脂高糖饮食诱导，观察其十二指肠组织形态、功能、肠道菌群组成和代谢产物短链脂肪酸(SCFA)含量的变化，以期揭示代谢性疾病对十二指肠的影响，并为人类肠道代谢性疾病的研究提供新的思路和模型。

TG猪在高脂高糖饮食(HFHSD)后，体重增加，血清胰岛素、总胆固醇和HDL-C水平显著降低，血糖水平升高，表现出与人类代谢紊乱相似的表型，例如糖尿病和血脂异常。HFHSD导致肠道微生物多样性下降，有害菌(如大肠杆菌、沙门氏菌)增加，有益菌(如罗伊氏乳杆菌)减少，SCFA水平降低。肠道微生物多样性下降和有害菌增加导致SCFA水平降低，进而影响肠道屏障功能。此外， SLC26A3 基因可能是治疗肠道代谢性疾病的新靶点。

图3. TG猪的肠道菌群组成分析

案例4

废水处理过程中铁离子强化厌氧消化系统中的碳源、能量代谢强度和宏基因组特征

英文标题： Carbon flow, energy metabolic intensity and metagenomic characteristics of a Fe (III)-enhanced anerobic digestion system during treating swine wastewater

发表期刊： Science of The Total Environment

发表时间： 2024.5

影响因子： 9.8

客户单位 ：厦门大学

产品服务： Meta 16s,宏基因组,

物种样本： 污水

DOI： 10.1016/j.scitotenv.2024.173431

养猪废水的深度处理与生物能源回收有利于建设低碳、资源循环型社会。本研究中，在厌氧膜消化系统中处理猪场废水时，添加Fe（III）可显著提高回收沼气中甲烷（CH4）含量，此外，Fe(III)促进有机物的水解和酸化，并强化了乙酰乙酸产甲烷途径。本研究建立了从秸秆中获取高质量生物能源的方法，并从碳流、能量代谢强度和宏基因组学的角度揭示了其作用机制。

图4. 在Fe (III)的作用下CSTR-AnMBR的微生物群落变化

案例5

宏基因组、代谢组揭示葡萄酒自然发酵和接种发酵之间微生物种类组成和功能的差异

英文标题： Multi-omics co-analysis of the differences in microbial species composition and function between spontaneous and inoculated wine fermentation must

发表期刊： LWT

发表时间： 2024.5

影响因子： 6.0

客户单位： 西北农林科技大学

产品服务： 16S，ITS rRNA测序，宏基因组，代谢组,

物种样本： 发酵物

DOI： 10.1016/j.lwt.2024.116181

本研究主要利用16S ITS rRNA测序、宏基因组和代谢组分析了自然发酵和接种发酵葡萄汁中的微生物。KEGG富集通路中上调的初级代谢产物表明，酿酒酵母在自发发酵过程中的抗逆性更强且更复杂。基因功能分析表明，酵母和非酵母在碳水化合物代谢中起着至关重要的作用，两者功能互补。非酿酒酵母对葡萄酒的整体特性有积极的贡献。优势微生物和代谢产物之间的相关性分析结果表明，更多的菌株参与了自发葡萄酒的发酵，并对葡萄酒的发酵过程产生了积极影响。

图5. 宏基因组分析结果

案例6

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