[发明专利]一种药用植物共生微生物鉴定方法及其应用

说明书

本发明属于药用植物的生物信息学研究技术领域，特别涉及一种基于高通量测序，针对微生物16S rRNA基因的V3、V4区的生物信息学分析鉴定方法，包括如下步骤：采集样本，进行预处理操作；采用高通量测序的方法，获取样本中微生物16S rRNA基因的V3、V4区序列双链测序数据；借助FastQC软件筛选合格数据；借助Mothur软件对总链文件进行质控处理得到质控文件；借助Qiime软件对质控文件进行分析；借助R软件和LEfSe软件绘制可视化结果分析图表；对比结果，鉴别样本微生物。该方法通过可以快速鉴别样本微生物，从而可以进行中药材种植方式的鉴定和中药材具体作用机制的探究，进而为最大程度利用中药材的药效提供了可能，具有鉴别周期短、结果准确性高等特点。

技术领域

本发明属于生物信息学研究技术领域，特别涉及一种基于高通量测序的药用植物共生微生物鉴定方法及其应用。

背景技术

高通量测序又称为第二代测序技术，通常所采用的有Roche/454FLX、 Illummina/GenomeAnalyzer/Hiseq/Miseq，Applied Biosystems SOLID等测序平台。基于高通量测序技术的微生物16S rRNA研究方法是目前认识、分析微生物混合体系结构和功能最有效、最重要的方法之一。随着现代基因组学、蛋白质组学、代谢组学等“组学”理论的发展，系统生物学视角的引入以及生物信息学的应用，通过对物种的相关RNA、16S rRNA测序数据的分析可以得到物种内代谢通路、代谢靶点以及物种间差异等相关信息，这些信息的获取带来了对植物研究的重大变革，特别是对植物中的药物研究领域带来了新的机遇。

中药药材的主要成分含量对于用药宿主的健康有着不可忽视的影响，药物的根际微生物对于药材主要成分含量的影响也不容小觑。利用高通量测序方法可以相对全面地检测微生物的物种组分，鉴别微生物对于植物中所含成分的含量及其效果，进而最大程度地对植物进行利用。

但是，现有分析方法存在分析速度慢、准确度不佳、整个分析鉴别周期较长等缺点，而且由于分析方法具有统计分析的意义，其结果不一定科学实用等。因此，有必要研究一种基于系统生物学的理论、基因组学与生物信息学等理论研究的分析方法，最大限度的利用植物，特别是药用植物的活性成分。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种药用植物共生微生物鉴定方法，该方法通过可以快速鉴别样本微生物，在中药材应用领域，从而可以进行中药材种植方式的鉴定和中药材具体作用机制的探究，进而为最大程度利用中药材的药效提供了可能，具有鉴别周期短、结果准确性高等特点。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种药用植物共生微生物鉴定方法，包括如下步骤：

S1，采集样本，并进行预处理操作；

S2，采用高通量测序的方法，获取样本中微生物16S rRNA基因的V3、V4区序列双链测序数据；

S3，借助FastQC软件筛选出合格的测序数据，将合格的测序数据的正向链和反向链合成得到总链文件，通过Mothur软件对总链文件进行质控处理得到质控文件；

S4，借助Qiime软件对质控文件进行分析得到微生物物种丰度表，借助R软件和LEfSe 软件绘制样本中微生物的可视化结果分析图表，通过对比分析结果来鉴别样本微生物。

优选的方案，步骤S1中，所述预处理操作的具体步骤为：采集待检测样本，根据RNA酶易变性远离，对所有样本进行液氮处理并储存于干冰盒。

优选的方案，步骤S3中，所述质控处理包括找嵌合体和去除嵌合体操作。

优选的方案，步骤S3中，所述对总链文件进行质控处理前，需要用脚本去除高通量测序中加入的接头序列，所述接头序列为：

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