[發明專利]一種藥用植物共生微生物鑒定方法及其應用

在審

• 申請號: 201911075058.1
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110734989A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 寧康;白虹;高溪;陳超云;鐘朝芳;程銘悅;譚重陽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: C12Q1/689
• 分類號: C12Q1/689;C12Q1/6869;C12Q1/6895;G16B30/00;G16B45/00
• 代理公司: 33231 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張宇娟

本發明屬于藥用植物的生物信息學研究技術領域，特別涉及一種基于高通量測序，針對微生物16S rRNA基因的V3、V4區的生物信息學分析鑒定方法，包括如下步驟：采集樣本，進行預處理操作；采用高通量測序的方法，獲取樣本中微生物16S rRNA基因的V3、V4區序列雙鏈測序數據；借助FastQC軟件篩選合格數據；借助Mothur軟件對總鏈文件進行質控處理得到質控文件；借助Qiime軟件對質控文件進行分析；借助R軟件和LEfSe軟件繪制可視化結果分析圖表；對比結果，鑒別樣本微生物。該方法通過可以快速鑒別樣本微生物，從而可以進行中藥材種植方式的鑒定和中藥材具體作用機制的探究，進而為最大程度利用中藥材的藥效提供了可能，具有鑒別周期短、結果準確性高等特點。

技術領域

本發明屬于生物信息學研究技術領域，特別涉及一種基于高通量測序的藥用植物共生微生物鑒定方法及其應用。

背景技術

高通量測序又稱為第二代測序技術，通常所采用的有Roche/454FLX、 Illummina/GenomeAnalyzer/Hiseq/Miseq，Applied Biosystems SOLID等測序平臺?；诟咄繙y序技術的微生物16S rRNA研究方法是目前認識、分析微生物混合體系結構和功能最有效、最重要的方法之一。隨著現代基因組學、蛋白質組學、代謝組學等“組學”理論的發展，系統生物學視角的引入以及生物信息學的應用，通過對物種的相關RNA、16S rRNA測序數據的分析可以得到物種內代謝通路、代謝靶點以及物種間差異等相關信息，這些信息的獲取帶來了對植物研究的重大變革，特別是對植物中的藥物研究領域帶來了新的機遇。

中藥藥材的主要成分含量對于用藥宿主的健康有著不可忽視的影響，藥物的根際微生物對于藥材主要成分含量的影響也不容小覷。利用高通量測序方法可以相對全面地檢測微生物的物種組分，鑒別微生物對于植物中所含成分的含量及其效果，進而最大程度地對植物進行利用。

但是，現有分析方法存在分析速度慢、準確度不佳、整個分析鑒別周期較長等缺點，而且由于分析方法具有統計分析的意義，其結果不一定科學實用等。因此，有必要研究一種基于系統生物學的理論、基因組學與生物信息學等理論研究的分析方法，最大限度的利用植物，特別是藥用植物的活性成分。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供一種藥用植物共生微生物鑒定方法，該方法通過可以快速鑒別樣本微生物，在中藥材應用領域，從而可以進行中藥材種植方式的鑒定和中藥材具體作用機制的探究，進而為最大程度利用中藥材的藥效提供了可能，具有鑒別周期短、結果準確性高等特點。

本發明采用以下技術方案來實現：

一種藥用植物共生微生物鑒定方法，包括如下步驟：

S1，采集樣本，并進行預處理操作；

S2，采用高通量測序的方法，獲取樣本中微生物16S rRNA基因的V3、V4區序列雙鏈測序數據；

S3，借助FastQC軟件篩選出合格的測序數據，將合格的測序數據的正向鏈和反向鏈合成得到總鏈文件，通過Mothur軟件對總鏈文件進行質控處理得到質控文件；

S4，借助Qiime軟件對質控文件進行分析得到微生物物種豐度表，借助R軟件和LEfSe 軟件繪制樣本中微生物的可視化結果分析圖表，通過對比分析結果來鑒別樣本微生物。

優選的方案，步驟S1中，所述預處理操作的具體步驟為：采集待檢測樣本，根據RNA酶易變性遠離，對所有樣本進行液氮處理并儲存于干冰盒。

優選的方案，步驟S3中，所述質控處理包括找嵌合體和去除嵌合體操作。

優選的方案，步驟S3中，所述對總鏈文件進行質控處理前，需要用腳本去除高通量測序中加入的接頭序列，所述接頭序列為：

-a AGATCGGAAGAGCACACGTCTGAACTCCAGTCAC