细菌16S rRNA基因全长约1,550个碱基对，由8个高度保守区和9个高变区(这些区域命名为V1至V9；图1)组成。在进行16S rRNA基因测序研究时，二代测序由于读长限制，往往使用通用引物扩增一个或几个高变区，而PacBio全长16S测序能够一次获得V1-V9区9个高变区序列，从而个获得更多信息，在种水平注释具有重要优势。在农学和医学研究领域中，全长16S rRNA基因测序已得到广泛运用，其中包括人肠道菌群研究、土壤、肠道内容物等等。
图1.16S rRNA基因保守区和可变区的示例图
今天给大家分享6篇百迈客全长微生物多样性的合作案例，快来看看吧！
案例一
文章 标题：Obese Ningxiang pig-derived microbiota rewires carnitine metabolism to promote muscle fatty acid deposition in lean DLY pigs
中文标题：肥胖宁乡猪源微生物群重组肉碱代谢促进瘦肉型DLY猪肌肉脂肪酸沉积
合作单位：湖南农业大学
发表期刊：The Innovation
影响因子：32.10
发表时间：2023年9月11日
测序技术：全长16s测序、宏基因组测序、代谢组
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性、宏基因组等测序服务。
文章简介：
肠道微生物群在人类和动物中始终显示出与脂质代谢的强烈相关性，肠道微生物群是否有助于农场动物的肌肉脂肪酸（FA）沉积和肉类性状尚未完全解决。在这项研究中，研究者旨在揭示猪肌肉FA沉积的微生物机制。
首先，研究者系统地揭示了43头肥胖宁乡猪和50头精瘦杜洛克长白约克郡（DLY）猪的肠道微生物群和肌肉FA水平之间的相关性。相互粪便微生物移植表明，肥胖宁乡猪源性微生物群通过重塑瘦DLY猪的肠道微生物组成来增加肌肉FA含量并改善肉质。罗伊氏乳杆菌已被确定为肥胖宁乡猪源性菌群改变DLY猪的潜在微生物生物标志物。使用瘦肉DLY猪的灌胃实验证实，从肥胖宁乡猪中分离出的罗伊氏乳杆菌XL0930是增加肌肉FA含量的因果物种。
在机制上，在罗伊氏乳杆菌XL0930喂养的DLY猪中，肉碱转运蛋白SLC22A5被下调，导致肌肉肉碱水平降低。与肌肉FA含量相关的肌肉和肠道L-肉碱水平阻碍了体外和体内模型中的脂肪合成和FA积累。总之，研究者发现了肥胖宁乡猪源性微生物群在通过SLC22A5介导的肉碱系统调节肌肉FA代谢中发挥了重要作用。
案例二
文章标题：Granular bacterial inoculant alters the rhizosphere microbiome and soil aggregate fractionation to affect phosphorus fractions and maize growth
中文标题：颗粒细菌接种物改变根际微生物组和土壤团聚体分级，影响磷组分和玉米生长
合作单位：中国科学院西北生态环境资源研究院
发表期刊：Science Of The Total Environment
影响因子：9.8
发表时间：2023年12月21日
测序技术：全长16s测序
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性测序服务。
文章简介：
施用生物接种剂可以缓解碱性石灰性土壤中磷固定对作物生产的限制。然而，细菌接种剂对这一过程的影响仍然没有得到充分的了解。在这里，进行了一项实地研究，以调查高浓度、成本效益高、缓释的颗粒细菌接种剂（GBI）对玉米（Zea mays L.）植物生长的影响。此外，该研究还探讨了GBI对根际土壤团聚体理化性质、根际土壤磷含量和团聚体内微生物群落的影响。结果表明，施用GBI后，植物生长和磷吸收有了显著改善。施用GBI显著提高了大团聚体中的AP、phoD基因丰度、碱性磷酸酶活性、无机磷组分和有机磷组分。
此外，GBI影响了土壤团聚体分级，导致真菌和细菌群落的组成发生了实质性变化。值得注意的是，参与磷循环的关键微生物类群，如糖单胞菌和Mortierella，在用GBI处理的植物根际土壤中表现出富集。总体而言，该研究为GBI应用对碱性石灰性土壤团聚体中微生物分布和磷组分的影响提供了有价值的见解，这对促进健康的根系发育和最佳的作物生长潜力至关重要。
案例三
文章标题：Fasn involved in the nephrotoxicity induced by polystyrene nanoplastics and the intervention of melatonin through intestinal microbiota-mediated lipid metabolism disorder Fasn
中文标题：参与聚苯乙烯纳米塑料的肾毒性及褪黑激素通过肠道微生物介导的血脂异常干预
合作单位：首都医科大学
发表期刊：Nano Research
影响因子：9.5
发表时间：2024年3月7日
测序技术：全长16s测序
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性测序服务。
文章简介：
纳米塑料（NP）可以在肾脏中积聚并导致肾脏损伤，但肾脏损伤的多器官相互作用机制和预防措施尚不清楚。在该研究中，分别在小鼠和人肾皮质近端小管上皮细胞（HK-2细胞）中建立了聚苯乙烯纳米塑料（PS NP，80 nm）的体内（60µg/天，42天）和体外（0.4µg/µL，24小时）暴露模型。结果表明，PS NP在小鼠体内引起了显著的病理变化和肾功能受损，这与肠道菌群介导的脂质代谢紊乱有关。脱硫弧菌脂肪酸合酶（Fasn）-二十二碳六烯酸（DHA）通路可能是小鼠肾脏损伤的机制之一。
重要的是，研究者还发现褪黑素通过调节脂质代谢紊乱（以DHA为代表）和影响Fasn表达来减轻PS NP诱导的肾毒性。该研究揭示了肠道菌群介导的脂质代谢在PS NPs诱导的肾毒性中的重要作用，并初步为PS NPs诱发的肾毒性提供了潜在的关键基因靶点和有效的预防措施。
案例四
文章标题：Gut microbiota-derived metabolites mediate the neuroprotective effect of melatonin in cognitive impairment induced by sleep deprivation
中文标题：肠道微生物群衍生的代谢物介导褪黑激素对睡眠剥夺引起的认知障碍的神经保护作用
合作单位：中国农业大学
发表期刊：Microbiome
影响因子：15.5
发表时间：2023年1月31日
测序技术：全长16s测序、非靶代谢组
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性测序服务。
文章简介：
睡眠不足是一个严重的全球健康问题，可导致记忆缺陷和胃肠功能障碍等。之前的研究表明，褪黑素可以有效改善睡眠剥夺（SD）引起的认知障碍和肠道微生物群紊乱。该研究进一步探讨了外源性褪黑素预防SD诱导的认知障碍的机制。在这里，研究者建立了粪便微生物群移植、气单胞菌定植和LPS或丁酸盐补充试验，以评估肠道微生物群及其代谢产物在褪黑素缓解SD诱导的记忆障碍中的作用。
结果表明，肠道微生物及其代谢产物介导了褪黑素对SD诱导的认知障碍的改善作用。一种可行的机制是褪黑素下调结肠中气单胞菌和成分LPS的水平，上调Lachnospiraceae_NK4A136和丁酸盐的水平。这些变化通过TLR4/NF-κB和MCT1/HDAC3信号通路之间的相互作用减轻了海马的炎症反应和神经元凋亡。
案例五
文章标题：The gut-brain axis involved in polystyrene nanoplastics-induced neurotoxicity via reprogramming the circadian rhythm-related pathways
中文标题：通过重新编程昼夜节律相关途径参与聚苯乙烯纳米塑料诱导的神经毒性的肠脑轴
合作单位：首都医科大学
发表期刊：Journal of Hazardous Materials
影响因子：13.6
发表时间：2023年6月29日
测序技术：全长16s测序、非靶代谢组
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性测序服务。
文章简介：
全球范围内塑料的生产仍在不断增加，这导致环境中塑料颗粒的数量不断增加。纳米塑料（NPs）可以穿透血脑屏障并诱发神经毒性，但缺乏深入的机制和有效的保护策略。研究者通过灌胃方式给予小鼠60μg聚苯乙烯NPs（PS-NPs，80 nm）处理42天，建立NPs暴露模型。
研究者发现80 nm PS-NPs可以到达并导致海马神经元损伤，并改变neuroplasticity-related分子（5-HT、AChE、GABA、BDNF和CREB）的表达，甚至影响小鼠的学习和记忆能力。机制上，结合海马转录组、肠道菌群16 s核糖体RNA和血浆代谢组学的结果，研究者发现肠-脑轴介导的昼夜节律相关通路参与了NPs的神经毒性，特别是Camk2g、Adcyap1和Per1可能是关键基因。褪黑素和益生菌均能显著减轻肠道损伤，恢复昼夜节律相关基因和神经可塑性分子的表达，褪黑素的干预效果更有效。
综合来看，结果强烈提示肠-脑轴介导的海马昼夜节律变化参与了PS-NPs的神经毒性。褪黑素或益生菌补充可能在预防PS-NPs的神经毒性方面具有应用价值。
案例六
文章标题：Straw incorporation induces rice straighthead disease in As-contaminated paddy soil
中文标题：砷污染水稻土中稻草掺入诱发水稻直头病
合作单位：华南农业大学
发表期刊：Science of The Total Environment
影响因子：9.8
发表时间：2023年9月28日
测序技术：全长16s测序
百迈客生物为该研究提供了全长微生物多样性测序服务。
文章简介：
秸秆还田是全球公认的焚烧替代方法。然而，它可能导致土壤中砷（As）甲基化，导致水稻植株中甲基化As的积累增加，可能导致水稻直头病的出现。为了评估稻草掺入对稻田系统中As转化的影响，研究者在两种不同As背景水平的水稻土壤中进行了水稻栽培盆栽试验，并描述了土壤微生物群落对稻草掺入的反应。
结果表明，秸秆还田提高了土壤溶液和水稻植株中总和甲基化As浓度，这反过来又降低了水稻结实率和产量，并导致在高As水平土壤中栽培的水稻直穗病。基于16S rRNA的测序表明，添加稻草后微生物丰度和多样性降低。值得注意的是，由于秸秆整合，优势门拟杆菌门的丰度显着增加，而变形杆菌和酸杆菌门的丰度减少。在科水平，Rikenellaceae的丰度仅在秸秆掺入后受As污染的土壤中增加。冗余分析显示Rikenellaceae与土壤孔隙水和稻壳中存在的甲基化As水平呈正相关，这表明Rikenellaceae在秸秆整合后As甲基化过程中可能发挥关键作用。
这些发现共同强调，包括秸秆可以重塑土壤的微生物群落并放大土壤中的As甲基化，从而促进水稻中甲基化As的吸收和积累，并在As污染的土壤中诱发直穗病。
百迈客生物拥有丰富的微生物组学测序项目经验，结合百灵2000实验自动化平台和最新PacBio Revio测序平台，能够满足大规模项目的需求，可处理 20万+例样本/月。从提取到数据报告交付，最快 15天交付！截至目前，百迈客全长微生物多样性技术已助力高水平SCI论文累计发表200余篇。
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关于百迈客生物：
北京百迈客生物科技有限公司(简称：百迈客生物)成立于2009年，是一家提供基因多组学测序服务和单细胞组学&空间组学仪器设备的高新技术企业。业务主要包括科技服务、智能制造两大业务板块。全球化的业务布局，在中国、欧洲等地区拥有以博士和硕士为主体的研发及服务团队，先后在Cell、Nature、Science 等国际期刊上发表文章数千篇，累计影响因子超万分。拥有Illumina、MGI、PacBio、Nanopore、AB SCIEX、Waters、BMK Manu、10X等二代测序、三代测序和质谱检测平台，自主创新的百灵实验室全自动生产线、BMKCloud多组学大数据智能交付平台及亚细胞级S系列空间组学产品，为全球科研单位、育种机构、医药公司等提供高品质基因多组学服务和产品。返回搜狐，查看更多
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