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利用GeoChip分析环境微生物功能基因群落结构

Analysis of Microbial Functional Gene Community Structure in Environmental Samples by GeoChip

郭 郭雪
杨 杨云锋

发表时间: 2021年06月01日 DOI: 10.21769/BioProtoc.2003745 浏览次数: 3172

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微生物组实验手册：架起各领域通向微生物组世界的桥梁
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摘要：GeoChip是一种高通量基因芯片，包含了编码参与多种地球化学循环 (如，碳循环、氮循环、硫代谢、磷利用、金属抗性、有机物降解等) 的微生物相关功能基因的寡核苷酸探针。目前，最新版的GeoChip 5.0 共有161,961探针，覆盖了1,447个基因家族的超过365,000个基因。与宏基因组测序技术相比，GeoChip芯片技术虽然无法用于未知物种或功能基因的检测，但其对已知功能基因的检测重现性更好，灵敏度更高。因而，GeoChip芯片技术被广泛地应用于土壤、海洋、森林、农田、湖泊、肠道等各种环境微生物群落分析之中，探究微生物群落的代谢途径和功能基因群落结构变化。本文详细介绍了GeoChip芯片实验过程中DNA荧光标记制备、芯片杂交与扫描和数据分析，并列举了相关注意事项，期望能够为开展GeoChip芯片分析环境微生物群落的读者提供一定参考。

Keywords: GeoChip search 功能基因 search 微生物群落 search 芯片 search 高通量 search

材料与试剂

  1. 各种型号枪头
  2. 离心管
  3. PCR管
  4. DNA 样品 (或cDNA)
  5. 随机引物Random primer (3 μg/μl random hexamers; Life Technologies,)
  6. dNTP (5 mM dAGC-TP, 2.5 mM dTTP; GE Healthcare )
  7. CyDye (25 nM Cy-3 dUTP; GE Healthcare)
  8. Klenow (imer; 40 U·ml-1; San Diego, CA)
  9. Klenow buffer (San Diego, CA)
  10. 双蒸水H2O
  11. Qiagen QIAquick Kit试剂盒
  12. 2× HI-RPM hybridization buffer (Thermo Fisher Scientific, USA)
  13. 10× Acgh Blocking Agent (Thermo Fisher Scientific, USA)
  14. Formamide (Thermo Fisher Scientific, USA)
  15. Cot-1 DNA (Thermo Fisher Scientific, USA)
  16. Universal standard (home-made common oligonucleotide reference standard)
  17. Wash Buffer 1 (Agilent)
  18. Wash Buffer 2 (Agilent)

仪器设备

  1. GeoChip5.0芯片 (180K或者60K)
  2. 涡旋仪
  3. 小离心机
  4. PCR 仪
  5. 离心机 (配备1.5 ml 转头)
  6. 恒温水浴锅
  7. 金属浴恒温仪
  8. 移液器
  9. Nanodrop核酸检测仪
  10. 真空浓缩仪 (Speed Vac；ThermoSavant)
  11. 恒温箱
  12. 分子杂交炉 (Shel labs G2545A)
  13. Agilent SureHyb组件
  14. 芯片扫描仪NimbleGen MS200 Microarray Scanner (Roche NimbleGen, Madison, WI, USA).
  15. 磁力搅拌器

实验步骤

Copyright: © 2021 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式：郭雪, 杨云锋. (2021). 利用GeoChip分析环境微生物功能基因群落结构. // 微生物组实验手册. Bio-101: e2003745. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003745.
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How to cite:  Guo, X. and Yang, Y. F. (2021). Analysis of Microbial Functional Gene Community Structure in Environmental Samples by GeoChip. // Microbiome Protocols eBook. Bio-101: e2003745. DOI: 10.21769/BioProtoc.2003745.
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分类

系统生物学 > 微生物组学

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