医学、农学新应用，天昊Accu16S细菌绝对定量测序技术在骨质疏松和农业复垦领域收获新文

原创上海天昊生物

近期，天昊生物客户利用Accu16S^TM细菌绝对定量测序专利技术在揭示汉族老年人骨质疏松症相关肠道微生物群的变化，以及在腾格里沙漠土壤细菌群落对农业复垦的响应研究中取得最新进展。通过绝对定量检测，可以深入探讨样本微生物在绝对数量上的差异，相较常规的相对定量16S扩增子测序，结果更加全面，更加真实的反映样本微生物多样性及丰度情况。下面让我们简单看下这两篇文章。

英文题目：High-Throughput Absolute Quantification Sequencing Revealed Osteoporosis-Related Gut Microbiota Alterations in Han Chinese Elderly

中文题目：高通量绝对定量测序揭示汉族老年人骨质疏松症相关肠道微生物的变化

期刊名：Front Cell Infect Microbiol.

影响因子：5.290

越来越多的证据表明，肠道微生物在骨重建和骨健康维护中起着重要作用。本研究旨在探索肠道微生物与骨质疏松症风险的关系，并确定潜在的疾病相关分类群，这些可能有助于未来骨质疏松症预防和治疗。

本研究利用Accu16S^TM细菌绝对定量测序对44例骨质疏松症患者和64名对照者粪便细菌的绝对和相对丰度进行了检测，结合研究者之前对175个样本的相对丰度一同进行了分析。

研究发现，与对照组相比，骨质疏松症患者体内Bacteroidetes门、Bacteroides属和Eisenbergiella属的绝对和相对丰度较高。骨质疏松组Clostridium_XlVa、Coprococcus、Lactobacillus和Eggerthella属的绝对丰度增加，而Veillonella属的绝对丰度降低。在相对丰度方面，在骨质疏松组中，Parabacteroides属和Flavonifractor属的相对丰度增加，而Raoultella属的相对丰度减少。岭回归分析表明Bacteroides与腰椎骨密度和T评分降低有关，Anaerovorax与股骨颈骨密度增加有关。功能预测显示，骨质疏松症组中有10条KEGG途径得以富集。

图1、骨质疏松症组和对照组在门(A)和属(B)水平的主要分类群的相对和绝对丰度。

图2、骨质疏松症组和对照组之间的功能差异预测。

可见，肠道微生物的组成可能会增加骨质疏松的风险。几个特定的菌群和功能途径被确定与骨密度降低有关。本研究为异常肠道微生物菌群在骨质疏松症发病中的潜在作用提供了流行病学证据。

英文题目：Response of soil bacterial community to agricultural reclamation in the Tengger desert, northwestern China

中文题目：腾格里沙漠土壤细菌群落对农业开垦的响应

期刊名： Applied Soil Ecology

影响因子：4.046

在土壤水分稀缺、紫外线照射量大、温度波动大的条件下，沙漠中的植物生长极其有限。在过去的三十年里，在中国西北干旱地区，通过应用日光温室来开垦沙漠化土地用于农业已经得到发展。然而，由土地利用变化驱动的土壤微生物群的变化在很大程度上仍未被探索。

为此，本研究利用Accu16S^TM细菌绝对定量测序技术，检测了腾格里沙漠边缘葡萄园土壤细菌群落的多样性和组成。收集了两种类型的农业管理土壤，包括植物附近的土壤和施肥沟(FTL)上的土壤，以来自没有农业实践的开阔沙漠土地的土壤作为对照(CON)。

结果表明，农业复垦显著降低了荒漠土壤细菌多样性，同时促进了总细菌丰度从每ng DNA的10⁶个拷贝增加到约10⁸个拷贝，增加了90倍。在优势菌门分析中，发现Bacilli和Actinobacteria是对农业复垦特别是对施肥的养分输入作出反应的关键类群。微生物组的功能预测表明，氨基酸和碳水化合物的运输和代谢是三种土壤之间最重要的代谢途径。

图3、土壤的细菌群落组成

图4、土壤样品的相似性比较及优势类群相关性分析

总的来说，本研究的发现为理解沙漠土壤微生物对人类城市化和荒漠化逆转过程中农业开垦的响应提供了深刻的见解。

常规扩增子测序技术和qPCR技术技术痛点

常规16S扩增子测序技术虽然其具有高通量，低花费，可客观还原菌群结构及相对丰度比例的巨大优势，但是其是通过某一OTU分类单元的序列数所占总序列数的比值来获得某个细菌的相对丰度比例信息，然而相对丰度信息不能反映样本中物种真实的绝对丰度情况，例如微生物某一类群的相对丰度比例增加不一定真正是相应微生物类群的绝对丰度增加，可能是其它微生物类群的绝对丰度减少是导致其在群落结构中相对丰度比例的增长，因此常规16S扩增子测序技术基于相对定量分析的错误结果解释可能导致假定的因果关系！

qPCR绝对定量技术虽然可以进行物种绝对定量分析，但是qPCR定量实验结果常常不稳定，且特定物种qPCR需要设计特定引物，对引物特异性要求较高，且引物优化难度较大，导致常规的qPCR绝对定量实验不再适用于组成较为复杂的环境样本微生物绝对定量。此外，当环境样本中往往含有腐殖酸，这些腐殖酸会通过抑制酶的活性抑制PCR，从而影响qPCR对细菌拷贝数定量结果的准确性。

天昊生物Accu16S^TM细菌绝对定量测序技术简介

该技术是一种将qPCR绝对定量技术和常规16S扩增子测序技术合二为一的技术，该技术不但可以进行Alpha多样性分析、群落组成分析、Beta多样性分析、指标和微生物相关性分析等常规16S扩增子测序分析，关键可以解析样本中总细菌的绝对拷贝数，还可以解析样本中每个物种的绝对拷贝数，因而对微生态学内许多悬而未决的问题具有进一步阐明的潜力。此外，该技术进行细菌拷贝数定量时，构建标准曲线的内标和样本DNA是在同一个样本孔中一起进行PCR反应，所以PCR反应效率相同，因此校正了腐殖酸对PCR的影响，避免了腐殖酸等PCR抑制物对样品细菌16S拷贝数定量的影响，因此针对土壤、水体和淤泥等环境样本，天昊生物16S扩增子绝对定量测序技术计算得到的细菌16S拷贝数相对于qPCR更准确。

天昊生物Accu16S^TM细菌绝对定量测序技术发表文章情况