[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

本發明公開了一種分析微生物群落結構所需測序量的預測方法。通過擬合因測序量不足引起的群落間距離與測序量之間的回歸關系，獲得兩者之間的回歸方程，并通過預測誤差與測序量之間的回歸關系對該回歸方程進行校正。隨著測序量的增加，因測序量不足引起的群落間距離會逐漸變小；當該距離接近0時，多次重復采樣獲得的群落結構的相似性就接近100％，該群落結構就能夠代表環境中的微生物群落組成。因此，通過設定所獲得的線性方程中的群落間距離為0，根據校正后的回歸方程可以較為準確地預測出能夠反映環境微生物群落組成所需要的測序量。

技術領域：

本發明屬于微生物生態學領域，具體涉及一種分析微生物群落結構所需測序量的預測方法，尤其是在生態學研究中預測環境中微生物群落結構解析所需最小測序量的方法。

背景技術：

目前，各種環境中的微生物群落受到廣泛關注。隨著分析手段的不斷發展，我們對同一個樣品中的微生物群落組成分析的深度不斷加深，從最初一個微生物群落構建幾十個細菌16S rRNA基因克隆進行測序分析到目前通過高通量測序技術分析到幾萬甚至幾十萬條16S rRNA基因序列。這極大地拓展了我們對環境中微生物多樣性的認識。然而，盡管高通量測序技術能夠做到對每個樣品中上百萬的細菌16S rRNA基因序列進行測序分析，并成為目前微生物群落結構解析的主流手段，但是考慮到測序成本，目前多數分析還處于對每個樣品進行上萬到十幾萬條細菌16S rRNA基因序列測序的深度。

自然環境中，微生物具有極高的多樣性，如1克土壤中預計含有10⁷-10¹¹個細菌細胞，幾千甚至上萬種細菌。這些微生物在群落中的分布極不均勻，通常少數幾種優勢種占據微生物群落中總細胞數的80％以上。另外，通常作為分子標記用于解析細菌群落結構的細菌16S rRNA基因在基因組中的拷貝數有1-15個不等。以上因素都增加了通過16S rRNA基因序列的測序解析微生物群落結構的難度。盡管目前普遍認為測序深度越深，對微生物群落結構的解析越充分，但究竟最少需要對多少16S rRNA基因序列進行測序才能夠代表性地解析微生物群落中的物種組成目前尚不清楚，這就導致我們難以判斷所獲得的微生物群落結構是否能夠真實反映它們在自然條件下的情況。

發明內容：

為了克服目前無法判斷獲取具有代表意義的微生物群落所需要的最少測序量,本發明的目的是提供一種分析微生物群落結構所需測序量的預測方法，該方法能夠通過對同一樣品進行最少三次較低深度的重復測序來準確預測要獲得擬分析的微生物群落組成的有效信息時所需要的測序量。

本發明的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16S rRNA序列數為AS；