[發(fā)明專利]基于宏基因組16S高可變區(qū)V3的分類方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110439198.X
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102517392A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章文蔚;郭晶;龔梅花;張艷艷;王俊;汪建;楊煥明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳華大基因研究院;深圳華大基因科技有限公司
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;C12M1/34
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 孫寶海

1.一種對宏基因組16S高可變區(qū)V3進(jìn)行測序聚類分析的方法，其特征在于，該方法包括：

提取微生物樣品中的脫氧核糖核酸(DNA)；

對提取DNA的宏基因組16S核糖體脫氧核糖核酸(rDNA)的高可變區(qū)V3進(jìn)行擴(kuò)增，得到作為擴(kuò)增產(chǎn)物的DNA片段；

對DNA片段進(jìn)行PCR-Free?Solexa建庫，建庫過程中在DNA片段上加上標(biāo)簽序列以對每個樣品進(jìn)行標(biāo)記；

將各個樣品的帶有標(biāo)簽序列的DNA片段進(jìn)行混合，使用Solexa測序工具對混合后的DNA片段進(jìn)行測序，得到按照標(biāo)簽區(qū)分的測序序列(reads)；

利用測序序列的重疊關(guān)系組裝得到高可變區(qū)V3的全長序列(unique?reads)；

對全長序列進(jìn)行分類分析，以實現(xiàn)對微生物群體的分類。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對全長序列進(jìn)行分類分析包括：計算全長序列之間的序列差異度；根據(jù)序列差異度執(zhí)行操作分類學(xué)單元(OTU)的分類，將全長序列分配到OTU中；將每一個OTU分類中的全長序列比對到16S?rDNA的v3數(shù)據(jù)庫中，將比對結(jié)果根據(jù)眾數(shù)原則對OTU進(jìn)行物種注釋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：在對測序序列進(jìn)行分類分析之后，基于分類分析結(jié)果，進(jìn)行種群多樣性分析和/或統(tǒng)計得到微生物群體的相對豐度值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對DNA片段進(jìn)行PCR-Free?Solexa建庫進(jìn)一步包括：

將所述DNA片段進(jìn)行純化；

對純化后的DNA片段進(jìn)行濃度定量；

定量后不同樣品取等濃度的量分別進(jìn)行末端修復(fù)，在3’端加上堿基A，然后加上標(biāo)簽序列，再進(jìn)一步加上PCR-Free的接頭；

對得到的樣品進(jìn)行純化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：在得到按照標(biāo)簽區(qū)分的測序序列后，對所述測序序列進(jìn)行篩選，以過濾掉低質(zhì)量的測序序列；所述低質(zhì)量的測序序列選自以下序列中的任意一種或數(shù)種：接頭污染序列，含有多個poly(A|T|C|G)的序列、以及含有連續(xù)2個以上的N的序列。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的利用測序序列的重疊關(guān)系組裝得到高可變區(qū)V3的全長序列進(jìn)一步包括：

運用拼接軟件，根據(jù)序列兩端的重疊關(guān)系對reads進(jìn)行拼接，將其組裝成V3的全長序列；

拼接的條件是最小匹配長度為5bp，重疊區(qū)域不允許錯配，N所占最大百分比是0.4％；不滿足以上結(jié)果的序列將各切除5bp繼續(xù)組裝，如此重復(fù)多次；如果最終的拼接結(jié)果小于50bp也不用于后續(xù)分析。

7.一種基于宏基因組16S高可變區(qū)V3的分類裝置，所述裝置包括：

DNA提取設(shè)備，用于提取微生物樣品中的脫氧核糖核酸；

擴(kuò)增設(shè)備，用于對宏基因組16S?rDNA的高可變區(qū)V3進(jìn)行擴(kuò)增，得到作為擴(kuò)增產(chǎn)物的DNA片段；

Solexa建庫設(shè)備，用于對DNA片段進(jìn)行PCR-Free?Solexa建庫，建庫過程在DNA片段上加上標(biāo)簽序列以對每個樣品進(jìn)行標(biāo)記；

Solexa測序設(shè)備，將各個樣品的帶有標(biāo)簽序列的DNA片段進(jìn)行混合，使用Solexa測序工具對混合后的DNA片段進(jìn)行測序，得到按照標(biāo)簽區(qū)分的測序序列(reads)；

全長序列組裝設(shè)備，用于利用測序序列的重疊關(guān)系組裝得到高可變區(qū)V3的全長序列(unique?reads)；

分類設(shè)備，用于對全長序列進(jìn)行分類分析，以實現(xiàn)對微生物群體的分類。

8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述分類設(shè)備包括：序列差異度計算單元，用于計算全長序列之間的序列差異度；OTU分類單元，用于根據(jù)序列差異度執(zhí)行操作分類學(xué)單元OTU的分類，將全長序列分配到OTU中；物種注釋單元，用于將每一個OTU分類中的全長序列比對到16S?rDNA的v3數(shù)據(jù)庫中，將比對結(jié)果根據(jù)眾數(shù)原則對OTU進(jìn)行物種注釋。

9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)分析設(shè)備，用于在對全長序列進(jìn)行分類分析之后，對所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析；所述數(shù)據(jù)分析設(shè)備包括種群多樣性分析單元，用于分析種群多樣性；和/或相對豐度統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計得到微生物群體的相對豐度值。