启因生物位于上海,成立于2013年,专业在微生物研究领域提供qPCR技术服务和相关绝对定量PCR试剂盒。
目前已经合作过上百家科研单位,包括哈工大环境学院,清华大学环境学院,北京大学环境学院,中科院土壤所,上海交大环境学院,同济大学环境学院等,协助发表的文章杂志包括EST,JHM,BT,EP等顶级环境领域学术杂志,方法署名文章已经超过上百篇。
相对定量:
检测目的基因在样本中的相对比例,通过2-∆∆ct计算。
绝对定量:
检测目的基因在样本中的分子量,即通过构建标准曲线对目的基因进行分子数目的定量。
①高通量抗性基因qPCR检测
Gene Classification | gene |
---|---|
Aminoglycoside |
AAC;AAC(6')I1;AAC(6')-IB-1;AAC(6')-IB-2;AAC(6')-IB-3;AAC(6')-II;AAC(6')-IY; AACA/APHD;AACC;AACC1;AACC2;AACC4;AADA-01;AADA-02;AADA1;AADA-1-01; AADA-1-02;AADA2-01;AADA2-02;AADA2-03;AADA5-01;AADA5-02;AADA9-01;AADA9-02; AADD;AADE;APH;APH(2')-ID-01;APH(2')-ID-02;APH6IA;APHA1;APHA3-01;APHA3-02;SPCN-01;SPCN-02;STR;STRA;STRB |
Beta Lactamase |
AMPC/BLADHA;AMPC-01;AMPC-02;AMPC-03;AMPC-04;AMPC-05;AMPC-06; AMPC-07;AMPC-08;AMPC-09;BLA1;BLA-ACC-1;BLACMY;BLACMY2-01;BLACMY2-02; BLACTX-M-01;BLACTX-M-02;BLACTX-M-03;BLACTX-M-04;BLACTX-M-05;BLACTX-M-06; BLAGES;BLAIMP-01;BLAIMP-02;BLA-L1;BLAMOX/BLACMY;BLAOCH;BLAOKP;BLAOXA1/BLAOXA30; BLAOXA10-01;BLAOXA10-02;BLAOXY;BLAPAO;BLAPER;BLAPSE;BLAROB;BLASFO;BLASHV-01; BLASHV-02;BLATEM;BLATLA;BLAVEB;BLAVIM;BLAZ;CEPA;CFIA;CFXA;CPHA-01;CPHA-02;FOX5;MECA;NDM1;PBP;PBP2X;PBP5;PENA} |
FCA |
ACRA-01;ACRA-02;ACRA-03;ACRA-04;ACRA-05;ACRB-01;ACRB-02;ACRF;ADEA;CATA1; CATB3;CFR;CMEA;CMLA1-01;CMLA1-02;CMX(A);EMRB/QACA;FLOR;MEXA;MEXD;MEXE;MEXF; OPRJ;PMRA;QNRA;YIDY/MDTL-01;YIDY/MDTL-02 |
MGEs |
INTI1;TNPA-01;TNPA-02;TNPA-03;TNPA-04;TNPA-05;TNPA-07 |
MLSB |
CARB;EREA;ERM(34);ERM(35);ERM(36);ERMA;ERMA/ERMTR;ERMB; ERMC;ERMF;ERMJ/ERMD;ERMK-01;ERMK-02;ERMT-01;ERMT-02;ERMX;ERMY; LMRA-01;LMRA-02;LNUA-01;LNUA-02;LNUB-01;LNUB-02;LNUC;MATA/MEL;MDTA; MEFA;MPHA-01;MPHA-02;MPHB;MPHC;MSRA-01;MSRA-02;MSRC-01;MSRC-02; OLEC;PIKR1;PIKR2;VATB-01;VATB-02;VATC-01;VATC-02;VATD;VATE-01;VATE-02; VGAA-01;VGAA-02;VGAB-01;VGAB-02;VGB-01;VGB-02;VGBB-01;VGBB-02 |
other/efflux |
CATB8;DFRA1;DFRA12;EREB;FOLA |
Sulfonamide |
SUL1;SUL2;SULA/FOLP-01;SULA/FOLP-02;SULA/FOLP-03 |
Tetracycline |
TET(32);TET(34);TET(35);TET(36)-01;TET(36)-02;TET(37);TET(38);TETA-01;TETA-02; TETB-01;TETB-02;TETC-01;TETC-02;TETD-01;TETD-02;TETE;TETG-01;TETG-02;TETH; TETJ;TETK;TETL-01;TETL-02;TETM-01;TETM-02;TETO-01;TETO-02;TETPA;TETPB-01; TETPB-02;TETPB-03;TETPB-04;TETPB-05;TETQ;TETR-01;TETR-02;TETR-03;TETS;TETT;TETU-01;TETU-02;TETV;TETW-01;TETX |
Vancomycin |
VANA;VANB-01;VANB-02;VANC-01;VANC-02;VANC-03;VANC1;VANC2/VANC3; VAND;VANG;VANHB;VANHD;VANRA-01;VANRA-02;VANRB;VANRC;VANRC4;VANRD;VANSA; VANSB;VANSC-01;VANSC-02;VANSE;VANTC-01;VANTC-02;VANTE;VANTG;VANWB;VANWG; VANXA;VANXB;VANXD;VANYB;VANYD-01;VANYD-02 |
②常规抗性基因qPCR检测
只需提供样品,告知检测的抗性基因名称即可。
中文名称 | 英文名称 |
---|---|
肠杆菌科 |
Enterobacteriaceae |
肠球菌属 |
Enterococcus |
大肠杆菌属 |
Escherichia |
放线菌门 |
Actinobacteria |
古菌 |
Archaea |
假单胞菌属 |
Pseudomonas |
金黄色葡萄球菌 |
Staphylococcus aureus |
链球菌属 |
Streptococcus |
酿酒酵母 |
Saccharomyces cerevisiae |
乳酸杆菌属 | Lactobacillus |
鼠李糖乳杆菌 | Lactobacillus rhamnosus |
双歧杆菌属 | Bifidobacterium |
梭菌属 | Clostridium |
细菌 | Bacteria |
芽孢杆菌 | Bacillus velezensis |
真菌 | Fungi |
微生物在氮循环中固氮作用(nitrogen fixation)、同化作用(Assimilation)、氨化作用(ammonification)、硝化作用(nitrification)、反硝化作用(denitrification)、厌氧氨氧化作用(anammox)等一系列过程。
参与途径 | gene |
硝化作用 | amoA;amoB;amoC |
固氮 | anfH;anfG;anfD;anfK;hzsA;hzsB;hzsC;nifD;nifH;nifK |
反硝化作用 | norZ;nosZ |
微生物在碳循环中的作用,一是通过光合作用和化能合成作用来固定CO2,一些光能自养微生物,如藻类、光合细菌等通过光合作用直接利用自然界中的CO2合成有机碳化物,进而转化成各种有机物;化能自养菌能利用化学能同化CO2。二是通过分解作用产生CO2,在自然界参与有机物分解的主要是细菌,真菌和放线菌等。
参与途径 | gene |
固碳途径 | cbbL ;cbbM;porA/nifJ;oorA;aclB;acsA ;acsB;accA;hcd |
甲烷代谢 | mcrA;pmoA;mmoX |
碳降解 | amyA;amyX;xylA;ChiA;ChiB;ChiC |
微生在硫循环中同行硫酸盐还原,脱硫作用,硫化作用,反硫化作用,及异化性硫还原作用等
参与途径 | gene |
硫相关 | dsrA;dsrB;soxB |
砷相关 | aioA;arrA;arsC;arsM |
微生物在磷循环中磷活化,磷吸收等过程
参与途径 | gene |
磷养分活化 | phoA;phoB;phoD;phoN |
磷吸收 | phnC;phnD;phnE;phnK;phnV |
磷缺乏响应调控 | phoB;phoR;phoP;phoU |
二、检测样本类型及送样要求
①样本类型
菌液,菌丝体,土壤,粪便,肠道内容物,食糜,水样(滤膜),空气样本等。
②送样要求
样本类型 | 样本量 |
菌液 | ≥5ml |
菌丝体 | ≥0.5g |
土壤 | ≥0.5g |
粪便 | ≥0.5g |
肠道内容物 | ≥0.5g |
食糜 | ≥0.5g |
水体 |
过滤(直径3-4cm滤膜2-3张) 或者12000rpm 离心,进行富集。 |
空气 | 用无菌滤膜过滤空气 |
注:送样时使用干冰寄样,保证低温运输。
三、检测方法
荧光染料(SYBR Green)
一种结合于双链DNA的双螺旋小沟区域的绿色荧光染料。
在游离状态下,SYBR Green 发出微弱的荧光,一旦与双链DNA结合后,荧光大大增强,可以根据荧光信号检测出PCR体系存在的双链DNA数量。
四、qPCR实验流程
五、结果分析
1.抗性基因绝对定量PCR
扩增曲线&熔解曲线
扩增曲线(标准质粒)
熔解曲线(标准质粒)
标准曲线计算(示例)
不同稀释度的标准物 | log10(拷贝数/每微升) | CT值 |
原液(1号) | 6 | 8.135 |
10-1(2号) | 5 | 11.656 |
10-2(3号) | 4 | 14.977 |
10-3(4号) | 3 | 18.398 |
10-4(5号) | 2 | 21.625 |
10-5(6号) | 1 | 24.942 |
例如:
标准曲线:y=-3.3533x+28.359(X是拷贝数对数值,Y值CT值)
样品名称 | CT值(Y) | X值 | 拷贝数(10^x值) |
1 | 20 | 2.492768 | 311.0057 |
2 | 25 | 1.0017 | 10.03922 |
3 | 30 | -0.48937 | 0.324064 |
目的基因ct为20:提取样本的称重数据为0.25g,溶解DNA体积为50μl,上机检测时样本的稀释倍数为5倍。
目的基因拷贝数每克:311.0057*50(DNA体积)/0.25(称重数据)*5(稀释倍数)=311005.7
2.高通量抗性基因分析作图
ARGs检出数
ARGs检出统计表 | |||||||||
样品名称 | Amino | FCA | Beta | MLSB | others | MGEs | Sul | Tet | Van |
A | 25 | 8 | 15 | 13 | 4 | 7 | 4 | 14 | 9 |
B | 21 | 6 | 14 | 15 | 5 | 5 | 4 | 16 | 5 |
C | 21 | 5 | 10 | 18 | 3 | 4 | 4 | 20 | 7 |
D | 23 | 7 | 8 | 15 | 3 | 6 | 4 | 18 | 11 |
E | 22 | 2 | 6 | 20 | 2 | 4 | 4 | 17 | 8 |
Circos图
微生物与环境因子分析
RDA分析:
六、客户文献
文章信息 | 一作单位 | 发表杂志 | IF |
Wang Q, Zhang Z, Xu G, et al. Pyrolysis of penicillin fermentation residue and sludge to produce biochar: Antibiotic resistance genes destruction and biochar application in the adsorption of penicillin in water[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 413: 125385. | 哈尔滨工业大学 | J Hazard Mater | 10.588 |
城市水资源与环境国家重点实验室 | |||
Wang M, Ren P, Liu H, et al. Investigating antibiotics, antibiotic resistance genes in soil, groundwater and vegetables in relation to agricultural field-Applicated with lincomycin mycelial residues compost[J]. Science of The Total Environment, 2021, 777: 146066. | 青岛科技大学 | Sci Total Environ | 7.963 |
环境与安全工程学院 | |||
Zhou H, Cao Z, Zhang M, et al. Zero-valent iron enhanced in-situ advanced anaerobic digestion for the removal of antibiotics and antibiotic resistance genes in sewage sludge[J]. Science of The Total Environment, 2021, 754: 142077. | 上海科技大学 | Sci Total Environ | 7.963 |
环境与建筑学院 | |||
Yue Z, Zhang J, Zhou Z, et al. Pollution characteristics of livestock faeces and the key driver of the spread of antibiotic resistance genes[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 409: 124957. | 中国科学院南京土壤研究所 | J Hazard Mater | 10.588 |
土壤环境与污染修复重点实验室 | |||
Cheng D, Liu Y, Shehata E, et al. In-feed antibiotic use changed the behaviors of oxytetracycline, sulfamerazine, and ciprofloxacin and related antibiotic resistance genes during swine manure composting[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 402: 123710. | 东莞理工大学 | J Hazard Mater | 10.588 |
生态环境工程研究中心 | |||
Ni B J, Yan X, Dai X, et al. Ferrate effectively removes antibiotic resistance genes from wastewater through combined effect of microbial DNA damage and coagulation[J]. Water research, 2020, 185: 116273. | 同济大学 | Water research | 11.236 |
环境科学与工程学院 | |||
污染控制与资源化利用国重实验室 | |||
Liu Y, Cheng D, Xue J, et al. Changes in microbial community structure during pig manure composting and its relationship to the fate of antibiotics and antibiotic resistance genes[J]. Journal of hazardous materials, 2020, 389: 122082. | 中国农业科学院 | J Hazard Mater | 10.588 |
农业资源与区域规划研究所 | |||
Li H, Xu H, Yang Y L, et al. Effects of graphite and Mn ore media on electro-active bacteria enrichment and fate of antibiotic and corresponding resistance gene in up flow microbial fuel cell constructed wetland[J]. Water research, 2019, 165: 114988. | 东南大学 | Water research | 11.236 |
能源与环境学院 | |||
Yang Y, Liu G, Ye C, et al. Bacterial community and climate change implication affected the diversity and abundance of antibiotic resistance genes in wetlands on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Journal of hazardous materials, 2019, 361: 283-293. | 中国科学院武汉植物园 | J Hazard Mater | 10.588 |
水生植物与流域生态学重点实验室 |