2017-03-01
該研究于2016年發表于Nature子刊《Scientific Reports》上
（最新影響因子：5.228）
研究背景：
拼接組裝一直以來都是宏基因組項目中最重要的一個環節，它對后續的基因功能注釋、微生物基因組重建以及物種分類注釋都起到很大的影響。目前，Illumina平臺較短的測序片段對宏基因組拼接結果影響較大，而三代基于PacBio的SMRT單分子實時測序技術的興起，將有望顯著提升宏基因拼接組裝的效果。
研究方法：
樣本來源：沼氣反應池微生物群落
測序平臺：PacBio RS II+Illumina HiSeq
通過Hiseq和PacBio平臺的測序分析，比較兩個平臺的宏基因組組裝的效果以及物種注釋精確度。
研究結果：
Hiseq平臺產出18.5 Gb宏基因組數據用于拼接，共拼接得到3,035,577個Contigs，平均189 nt，55,633個Contigs> 1 kb，最大長度148,797 nt。而利用PacBio平臺產出的95.4 Mb數據用于拼接，共拼接出2,181 個contigs，平均長度4,459 nt，最大長度65,165 nt。
采用PacBio RS II測序平臺中的P4-C2試劑盒，插入1.5kb片段構建文庫進行CCS測序，在獲得的測序結果中，上圖為質量分數高于99%的序列長度分布統計以及序列質量分布統計，其中共71,254條序列質量高于99%，平均序列質量高達99.7%。
不同測序平臺、不同拼接軟件對宏基因組測序數據組裝拼接獲得的Contig長度比較。
對同一份樣本分別采用PacBio（a-b）和HiSeq（c-d）測序，運用PhyloPythiaS進行物種分類注釋，并對注釋結果（GC含量、覆蓋度和Contig長度）進行可視化比較。由圖可見，三代PacBio平臺獲得的Contigs更長更完整，二代HiSeq平臺獲得的Contig碎片多得多。b圖和d圖在注釋分析時加入了物種特異性的訓練數據集。
對兩種不同平臺物種分類注釋結果的比較，分別基于（A）圖門水平與（B）圖種水平的物種豐度比較結果。由圖可知，在門水平，兩個平臺測序數據的物種豐度較為一致，但在種水平，不同物種的豐度差異比較明顯，尤其在加入了物種特異性的訓練數據集后，PacBio平臺對于unFirm_1與unClos_1兩個物種的豐度結果統計更加精準。
研究結論：
綜上所述，運用三代PacBio測序技術，將顯著提升宏基因組數據的拼接效率和物種注釋精準度，相比二代Illumina HiSeq測序平臺，可謂是取得了質的飛躍！
派森諾優勢
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參考文獻
Frank, J. A. et al. Improved metagenome assemblies and taxonomic binning using longread
circular consensus sequence data. Sci. Rep. 6, 25373; doi: 10.1038/srep25373 (2016).
