分类： 微生物组测序
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        在微生物多样性研究中，通过测序获得的原始数据进行质控、去噪/聚类，划分OTUs/ASVs（后面统一称之为Feature），并根据Feature的序列组成得到其物种分类，其中物种注释尤为重要，物种注释结果的的好坏直接影响后续的分析。
        全长扩增子相较于二代短片段扩增子，注释率和准确度上有极大的提升。百迈客微生物研发团队额外建立了三个专有数据库，使用新的专有数据库和注释方法，在种水平注释率上，人肠道样本注释率提升5.18%，口腔提升3.5%，小鼠肠道提升20.41%。项目实测的注释结果为：人肠道样本平均注释率88.3%；小鼠肠道样本63.58%，口腔样本97.65%。
        下面给大家介绍4个数据库:Silva数据库、人类肠道微生物库（hGMB）、人类口腔微生物组数据库（eHOMD）、小鼠肠道微生物资源库（mGMB）。 
数据库介绍

1.Silva数据库：https://www.arb-silva.de/

SILVA是一个包含三域微生物（细菌、古菌、真核）rRNA基因序列的综合数据库，其数据库涵盖了原核和真核微生物的小亚基rRNA基因序列（简称SSU，即16S和18SrRNA）和大亚基rRNA基因序列（简称LSU，即23S和28SrRNA）。目前数据库版本为SILVA 138.1，更新时间为2020年9月2日，数据库包含的数据信息见下表1所示。

表1 SILVAdatabases 138.1数据库基本参数信息

2.hGMB数据库：https://hgmb.nmdc.cn/

2021年5月，中科院微生物所通过从健康志愿者粪便中分离培养细菌，构建了一个开放获取的人类肠道微生物库（hGMB）。数据库共有1170个菌株，代表6门53科159属400个不同物种。并保存在国际保存机构（IDA）-中国微生物培养总收集中心（CGMCC），以便在全球范围内长期保存和公共使用。该网站提供了已知物种的菌株身份、基因组材料和基本分类信息。根据国际原核生物命名规则，对102个新种进行了特征描述和命名，提出了28个新属和3个新科。hGMB代表了全球人类肠道16S rRNA基因扩增子数据（n=11647）中80%以上的常见和优势人类肠道微生物属和种。

3.人类口腔微生物组数据库（eHOMD）:http://www.homd.org/

目前，eHOMD共包括775种微生物，其中687种来自HOMD 14.51版，88种是根据口外空气消化道微生物群的公开可用数据在本次扩展中添加的。在所有物种中，57%是正式命名的，13%是未命名的（但可人工培养），30%是无人工培养型。eHOMD将序列数据与表型、系统发育、临床和文献信息联系起来，共有2074个口腔/鼻腔基因组，代表529个分类群（占所有分类群的67%，占培养分类群的95%）。目前可在eHOMD上获得，并带有注释，可在基因组浏览器软件中查看。作为HOMD项目、人类微生物组项目和其他测序项目的一部分确定的空气消化道细菌的基因组序列将在可用时添加到eHOMD中。更新时间为2020-11-13 版本V9.14。

4. 小鼠肠道微生物资源库（mouse gut microbe biobank, mGMB）

包括126种微生物及其基因组。该小鼠菌株资源库覆盖了超过88%小鼠肠道的核心属，其基因组代表了超过52%的小鼠肠道微生物的非冗余功能基因集。该资源库的构建使得可培养的小鼠肠道微生物菌株资源从48个属增加到110个属、从76个种增加到180个种。

图片

文章发表信息

地址：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13836-5

注释方法介绍
1）基于比对方法(blast)：通过blast比对结果，可以在 N个比对结果中找到一致性最高或基于LCA最近共同祖先用于分类。
2）基于朴素贝斯分类器(bayes)：传统的bayes分类器方法，常见于QIIME和Mothur软件，使用前必须训练分类器，以便让软件“学会”哪些特征可以很好地区分每个分类组。
3) 比对结合分类器方法（blast+bayes）：QIIME2中的注释方法，先使用 blast方法将特征序列与参 考 数 据 库 比 对 ， 不 能 精 确 比 对 上 参 考 数 据 库 的 使 用 classify-sklearn 分类器分类。
全长扩增子数据物种水平注释结果
选择人肠道(171个样本)、口腔(68个样本)、小鼠肠道(138个样本)专有性数据库对比测试，使用不同注释方法和数据库对全长扩增子数据进行注释，统计结果如下表所示：
表2.全长扩增子物种水平注释率统计

        结果表明，其中物种注释方法方面：blast+bayes方法优于bayes，平均提升30%注释率提升：采用blast+bayes，silva132数据库比较，平均提升9.7%，其中人肠道提升5.18%，口腔提升3.5%，小鼠肠道提升20.41%。其中人肠道样本使用silva138+hgmb整合数据库种水平注释结果，人口腔样本使用homd数据库种水平注释结果，小鼠肠道选择silva138+mgmb+miBC整合数据库。
        百迈客云平台将会陆续上线以上数据库及注释分析流程，为您带来更准确的数据，更好的注释方法和物种注释。
        百迈客微生物产品研发团队通过持续的研发投入，大大提高PacBio Sequel2的有效CCS数据产出，这使得百迈客的全长扩增子价格不断亲民化。我们的目标是，让科研人员都可以使用上三代测序技术，通过大样本量、高深度的测序，来真实还原研究项目中的菌群规律。
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参考文献：
[1]  Liu C ,  Du M ,  Abuduaini R , et al. Enlightening the Taxonomy Darkness of Human Gut Microbiomes With a Cultured Biobank[J].Microbiome, 2021, 9(1).

文献下载：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34020714

 

[2] Escapa I F ,  Chen B T ,  Huang B Y , et al. New Insights into Human Nostril Microbiome from the Expanded Human Oral Microbiome Database (eHOMD): a Resource for the Microbiome of the Human Aerodigestive Tract.

文献下载：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/30534599

 

[3] Ilias L , P Rüdiger, Birte A , et al. The Mouse Intestinal Bacterial Collection (miBC): Host-Specific Insight into Cultivable Diversity and Genomic Novelty of the Mouse Gut Microbiome. 2016.

文献下载：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/27670113

 

[4] Liu, C., Zhou, N., Du, MX. et al. The Mouse Gut Microbial Biobank expands the coverage of cultured bacteria. Nat Commun 11, 79 (2020).

文献下载：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/31911589

 

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