宏基因組Binning分析

不同菌株分類鑒定的重要手段

宏基因組binning分析服務(wù)介紹

Binning指將宏基因組測(cè)序得到的混合了不同微生物的序列reads或序列組裝得到的contigs或scaffolds按物種分開(kāi)歸類的過(guò)程。這些分開(kāi)歸類的序列被稱為宏基因組組裝基因組（metagenome-assembled genomes，MAGs)。

宏基因組測(cè)的是一個(gè)環(huán)境中的全部微生物的基因組信息，以獲得群落中全部的物種信息和功能信息，而B(niǎo)inning可以把宏基因組數(shù)據(jù)中來(lái)自同一菌株的序列聚到一起，得到一個(gè)菌株的基因組，對(duì)不同的菌株進(jìn)行分類鑒定。Binning分析使我們得以洞察這些無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)獲得的菌株的生態(tài)適應(yīng)機(jī)制、營(yíng)養(yǎng)互作機(jī)制和新陳代謝功能等，可以研究在環(huán)境中起重要作用的微生物、進(jìn)化機(jī)制、及其與宿主的互作機(jī)制等。

宏基因組binning分析流程

宏基因組binning分析結(jié)果展示

GC-Depth散點(diǎn)圖通過(guò)GC-Depth散點(diǎn)圖可以看出測(cè)序時(shí)是否存在了明顯的GC偏向，也可以判斷是否存在污染等情況，一般情況下，相對(duì)于中等GC含量區(qū)域來(lái)說(shuō)，高GC含量區(qū)域或者低GC含量區(qū)域的測(cè)序深度都比較低。

TNF-PCoA圖通過(guò)計(jì)算bin中每條contig中每種情況出現(xiàn)的概率，得到四核苷酸頻率的結(jié)果。

功能注釋分析

與常用數(shù)據(jù)庫(kù)（NR、KEGG、eggNOG、CAZy、CARD）進(jìn)行比對(duì)，獲得基因功能信息并對(duì)各數(shù)據(jù)庫(kù)注釋情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

kegg代謝通路相關(guān)功能基因在二級(jí)水平上的統(tǒng)計(jì)圖

eggNOG功能基因功能分類統(tǒng)計(jì)圖

碳水化合物酶分布比例圖

抗生素抗性基因豐度統(tǒng)計(jì)圖

物種鑒定利用GTDB-Tk軟件根據(jù)基因組數(shù)據(jù)庫(kù)分類GTDB為bins進(jìn)行物種分類注釋

ANI分析結(jié)果若bins基因組注釋到屬水平，可以嘗試?yán)胒astANI軟件根據(jù)進(jìn)一步細(xì)化到種級(jí)別的ANI（average nucleotide identity）分析，一般同物種的ANI值在95%以上，當(dāng)兩菌間的ANI≤95%時(shí)認(rèn)為它們屬于不同種。