文章题目：Metatranscriptome analyses indicate resource partitioning between diatoms in the field
期刊名煤矸石砖：PNAS 发表时间：2015 IF：9.674
单位：剑桥大学
技术：宏转录组
测序平台：Illumina HiSeq2000 platform（PE100）
背景：
1. 生态系统的稳定性及基础生产力与多样化的初级生产者息息相关。海洋浮游植物提供全球一半的初级生产力（硅藻提供其中的40%），并且在维持海洋生态系统的结构与功能中发挥重要作用。
2. 海洋环境中多样化的浮游植物竞争共有的资源：光及养分；因此很难决定其在海洋中上层生境有限的生态位分区。不同的物种可能有独特的策略，允许它们具有某些资源或营养性专化性，并对资源的变化具有不同的响应，以此避免它们之间的竞争。 3. 大量元素N、P是浮游植物落结构的核心，以往的研究着重于解释营养对于浮游植物落动态的重要性，对于个体物种间资源的分割知之甚少。宏转录组谱作为一种研究手段通过追踪物种资源应答基因的表达来阐明一个物种的代谢能力及资源利用潜力。这种研究手段已成功揭示与浮游细菌转运有机物相关的物种特异性基因的表达方式，但直到最近才开始运用于研究沿海真核浮游植物落的资源利用及生态位分区。这将有助于预测模型以方便未来更好地解决海洋物种分布、生态系统的结构及功能。 研究方法：
1. tough2采样：选取5个不同时间节点（2012.05.16-2012.06.08）的样本组以及5个不同营养条件处理（N+、P+、N-、P-及control）的样本组进行宏转录组测序。
2. 样本处理：~6 L*3/样本，海水过5.0 μm滤筛。
3. 样本制备及文库构建
RNA提取：RNeasy Mini Kit (Qiagen)
去除DNA污染：TURBO DNA- free Kit (Ambion)
mRNA富集：oligo-dT beads
文库构建：TruSeq RNA Prep Kit (Illumina)
4. 测序：HiSeq 200（PE100），每个样本平均测序量60M 100 bp PE reads
分析方案：
1. 将质控后的测序数据比对到构建的MMETSP转录组数据库，筛选出与生态相关物种的转录组。
2. 以比对获得的转录组及T. pseudonana CCMP1335的基因组作为参考数据库对拼接数据进行注释。
3. 基于在线KEGG Automatic Annotation Server对转录本进行KO功能注释并统计每一转录本的表达量（tags per million, TPM）。
4. phd使用经验贝叶斯方法比较分析两个物种在不同培养处理下资源应答基因的表达量，以fold change ≥ 2.0, P混凝土u型槽排水沟 ≤ 0.05为阈值筛选差异表达基因。
5. 使用标准化转录差异(standardized transcriptional differentiation, STD)值衡量资源应答基因（resource-responsive, RR）的表达比例来追踪不同时期及处理下物种特异性反应。
研究结果和结论：
1. 通过与MMETSP数据库的比对，筛选出两个与生态相关的硅藻代表物种分别为Skeletonema costatum RCC1716、Thalassiosira. rotula CCMP3096；并对拼接序列进行注释分别获得20,921（占转录组的75.6%）个Skeletonema spp.转录本、4,318（占转录组的19.3%）个T2012年3月12日. rotula转录本。
2. 已知的N、P代谢途径表达量的变化表明硅藻间在资源利用能力上具有明显的差异，这可能是硅藻间避免直接竞争的一种方式。
3. 资源应答基因集偏离了生物代谢谱的组成，并在与N、P代谢相关的基因上富集。
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