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經典案例
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全球海洋微生物群的結構和功能
研究背景
微生物是地球上生化反應過程的主要實施者，但要繪制一個全球的功能多樣性、群落結構及其生態系統依然是一個巨大的挑戰。我們分析了來源于全球海洋上層和中層68個地點243個樣本的7.2數據。
研究方法
研究結果
1 基因GO富集分析微生物群落組成。a：實驗小鼠分組情況；b：14天的小鼠組織學評估大腸情況；c：宏基因組序列比對到屬的數目；d：宏轉錄組序列比對到屬的數目；e：宏基因組序列分布的主要屬；f：宏轉錄組序列分布的主要屬。1）全球海洋物種新的基因多樣性。A：68個地點的分布圖。B：243個樣本的宏基因組測序、組裝、基因測序；C：基因與樣本的關系；D：139的原核生物富集樣本的基因鑒定。
2 腸炎穩定狀態時不同豐度的微生物屬。a：DNA-seq與RNA-seq鑒定屬的種類；b：RPM分布；c：相關性分析；d：DNA-seq主成分分析；e：RNA-seq主成分分析；f：重復樣本的主成分分析；g: GSEA富集分析；h：GSEA富集得分分布；k：屬差異豐度聚類熱圖。2）鑒定門級聚類分析。
3 海洋微生物的垂直分布。A：139個原核生物樣本主成分分析；B：物種豐富度。
4 群落組成多樣性的環境驅動因子。A：主成分分析；B：環境因子配對比較。
5 海洋微生物的功能結構。A：門級水平的分類變異要高于功能組成；B：EPI與MESO比較分析。
研究結論
分析得到超過4000萬個非冗余的基因序列，大部分都是新發現的來源于病毒、原核生物和微微型真核生物。使用139個原核生物密集的樣本，我們發現了超過35000個物種，這些垂直分布于上層海水中的群落主要是受到溫度的調控而非其他環境因子或者地形。我們獲得了海洋微生物的主要功能并發現，雖然生態環境有很大的不同，仍有超過73%的微生物分布與人類腸道中的微生物一致。
參考文獻
Structure and function of the global ocean microbiome. [Science, 2015]
