[發明專利]一種分析微生物群落結構所需測序量的預測方法

有效

• 申請號: 201610058255.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105631246B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 倪加加;許玫英;李筱婧
• 申請（專利權）人: 廣東省微生物研究所
• 主分類號: G06F19/24
• 分類號: G06F19/24
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

1.一種分析微生物群落結構所需測序量的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

一、校正函數PS_b/AS＝a'·log₁₀(PS_b)+b'中a'和b'的獲得

a、選擇不少于10個已有16S rRNA基因測序信息且與擬分析的微生物群落結構生境接近的微生物群落，命名為微生物群落M₁、M₂、M₃、……、M_n，n≥10，每個微生物群落含有的16SrRNA序列數為AS；

對于上述M₁、M₂、M₃、……、M_n微生物群落，確定不少于5個隨機抽樣深度進行抽樣獲得16SrRNA基因序列組，分別命名為D₁、D₂、D₃、……、D_n序列數目的16S rRNA基因序列組，n≥5，這些16S rRNA基因序列組滿足以下特點：(1)這n組序列數目的16S rRNA基因序列組的序列數量各不相同但最多的序列數量不超過所選擇的微生物群落中AS最少的16S rRNA基因序列數，即D₁≠D₂≠D₃≠……≠D_n，且max{D₁,D₂,D₃,……,D_n}≤min{AS}；(2)D₁、D₂、D₃、……、D_n序列數目的16S rRNA基因序列組，每個微生物群落每個序列數目的16S rRNA基因序列組具有3個以上的重復樣，即D₁序列數目的16S rRNA基因序列組具有3個以上的重復樣，D₂序列數目的16S rRNA基因序列組具有3個以上的重復樣，依此類推；(3)分別從M₁、M₂、M₃、……、M_n微生物群落抽取的D₁、D₂、D₃、……、D_n序列數目的16S rRNA基因序列組，它們的D₁、D₂、D₃、……、D_n序列數目是一致的，即所有微生物群落抽取的3個D₁序列數目的16S rRNA基因序列組的序列數目是相同的，都是D₁；所有微生物群落抽取的3個D₂序列數目的16S rRNA基因序列組的序列數目是相同的，都是D₂；依此類推；

b、在相同的抽樣深度條件下，分別計算每個微生物群落中D₁、D₂、D₃、……、D_n序列數目的16S rRNA基因序列組中抽取的3個重復樣的群落間距離d，然后對每個微生物群落單獨擬合序列數目D₁、D₂、D₃……D_n的10為底的對數函數值與群落間距離d之間的相關方程d＝a·log₁₀D+b，上述所述D為序列數目，獲得式中的a值和b值；

c、令d＝0，計算每個微生物群落預測的測序深度PS_b，即方程d＝a·log₁₀D+b中d＝0時的D值；

d、計算每個微生物群落預測的測序深度PS_b與AS之間的比值，得到PS_b/AS值，并通過擬合方程PS_b/AS＝a'·log₁₀(PS_b)+b'獲得a'和b'的值；

二、預測群落所需最少測序量

對擬分析的微生物群落中的16S rRNA基因進行若干次重復的隨機PCR擴增，并進行測序，得到若干個數據集，分別從每個測序的數據集中抽取a₁、a₂、a₃、……、a_n序列數的序列，由各個數據集中抽取的a₁組成{a₁}數據集，a₂組成{a₂}數據集，以此類推，分別計算相同序列數D的數據集之間的群落間距離d，所述的若干次指3次以上，所述的a₁、a₂、a₃、……、a_n序列數，滿足a₁≠a₂≠a₃≠……≠a_n，所述的n≥5；

根據得到的D和相對應的d擬合方程d＝a·log₁₀D+b，并獲得式中的a值和b值；

根據公式PS_a＝PS_b/(PS_b/PS_a)≈PS_b/(PS_b/AS)＝(10^-b/a)/(b'-a'·b/a)，代入a'、b'、a和b值，計算獲得分析微生物群落結構所需測序量PS_a。