绝对定量微生物组
二代及三代测序得到的丰度数据都是从原始测序数据均一化之后得到的相对丰度,即一百万条序列中物种的比例,也就是我们所说的相对定量(RMP),然而真实世界中的环境比较复杂,微生物的总量很难像基因表达一样可以在同一总量下进行比较,并且微生物的负荷对宿主的影响非常关键。在微生物组研究中只用相对丰度进行比较研究就会受到极大限制,所以绝对定量(QMP)在微生物组学研究中就显得极为关键,这也是为什么近年来众多科学家提出需要开展绝对定量研究的原因。
常见问题
1.绝对定量宏基因组能同时检测细菌、病毒与真菌吗?
答:细菌绝对定量采用的是16S qPCR法,真菌绝对定量采用的是ITS qPCR法,病毒绝对定量采用的是内参法或计数法(荧光或纳米孔)。因此,绝对定量宏基因组检测方法只能检测细菌、古菌和真菌。基因帮绝对定量宏基因组标准产品默认检测细菌和古菌。如果需要检测真菌,需选择包含真菌的个性化产品。如果需要检测病毒,需要选择绝对定量病毒组产品。
2.做绝对定量样本有什么特殊要求?
答:首先样本需要能被称量,即可以称重或者测量体积,准确记录样本采集时的体积(如血液 1mL、水体 500mL)或重量(如粪便 0.2g、土壤 1g),作为后续 “绝对浓度换算” 的基础(如最终结果需表示为 “拷贝数 / 克样本” 或 “拷贝数 / 毫升样本”)。其它要求和常规宏基因组是一样的。如需进行烘干处理,则需要提供常规宏基因组2倍以上的样品量。
3.固体样本需要做烘干处理吗?
答:含水率固定的样本可以不做烘干处理,统一以湿重作为计算标准,即绝对数量是以湿重为单位来计算。
根据研究需求(研究水分含量差异显著的不同样本,如健康粪便水分约 70%-80%,便秘粪便可能低至 50%;农田土壤水分 10%-30%,湿地土壤可达 40%-60%),也可以进行烘干处理,采用干重作为计算标准,即绝对数量是以干重为单位来计算。
4.采用核酸保护剂的粪便和土壤样本,如何做绝对定量?
答:处理方法上与常规有一定差异,需要同时取一份样本出来做烘干处理,测量干重,最后计算绝对数量是以干重为标准进行计算的。
5.需要做烘干处理的样本,送样量与不做烘干处理的有什么差异?
答:烘干处理需要额外样本处理,建议送两份样本,如果没有条件分装,以常规送样量的2-4倍为标准进行送样。
6.qPCR法与内参法的差异是什么?
答:两种方法的核心差异在于:内参法需向样本中掺入外源合成序列,这可能挤占样本中天然微生物的检测空间,干扰原始群落组成与定量准确性。尤其对于低微生物量样本(如低生物量环境样本或宿主占比极高的组织样本),过量外源序列的引入可能导致本就稀少的天然微生物序列被掩盖,甚至无法有效检出。
相比之下,qPCR法则完美规避了这一问题:它无需向样本中添加任何外源物质,不会干扰原始微生物群落的组成结构,可直接通过特异性扩增目标基因(如16S rRNA基因)精准计数样本中的总微生物数量,尤其适用于对低丰度微生物的定量分析,结果更贴近样本的真实生物学状态。
7.qPCR法最大的难点在哪里?
答:qPCR法的核心难点在于环境微生物污染对结果的干扰,尤其是空白对照的处理。在常规实验环境中,实验耗材、试剂乃至空气中普遍存在微量微生物,这直接导致qPCR检测时空白样本常出现非特异性扩增峰,部分空白对照的CT值甚至低于30,严重干扰定量准确性。
基因帮的核心优势在于:依托病毒组P2实验室的严苛洁净标准(如负压环境、无菌操作流程),搭配低微生物负载的试剂组合,再结合样系列的特殊技术优化,最终实现空白对照样本零扩增信号(无出峰),从根本上消除了背景微生物污染对实验结果的干扰。
8.绝对定量宏基因组可以定量到什么水平?
答:通常可实现种水平和属水平的精准定量。这一结果的可靠性源于核心原理:绝对定量的分辨率直接取决于宏基因组测序的注释精度 —— 测序技术能够稳定注释到的分类水平(如种、属)。
9.是否可以做细菌负染电镜?
答:细菌负染电镜单独项目不接,做噬菌体项目可以顺带接,细菌送样要求如下:
每个样品准备两管:尽量让细菌自然沉淀, 去除上清时尽量操作轻柔,去除上清之后,下面沉淀的细菌浓度就比较高。1:轻轻吸取大概100-200ul到EP管里,4℃保存;2:轻轻吸取大概100ul-200到EP管里,体积比1:1加入2.5%戊二醛固定液,然后4度保存。分别标记下哪管是鲜样哪管是固定过的。如果细菌有生物危害,就只取固定的那一管;没有生物危害,就取2管