基於高通量測序的宏基因組學技術，已成為研究微生物羣落組成、結構及功能最主要的技術手段。宏基因組研究通常採用16S
rRNA測序以獲得物種譜信息，或採用全基因組隨機測序WGS以得到功能基因譜信息，或兩種策略同時採用。但是受測序技術和實驗方法本身的限制（即短序列和小片段文庫），這些研究會割裂物種譜和功能譜之間的聯繫。這是因為16S
rRNA序列在宏基因組拼接時被視為重複序列，或被拼接到一起，或被捨棄，無法建立其與側翼的蛋白編碼基因的連接，導致16S
rRNA物種譜信息與功能基因譜信息的割裂。這給環境微生物物種多樣性（尤其是種下多態性）和功能多樣性的研究帶來嚴重障礙。

近來，中國科學院北京生命科學研究院趙方慶研究團隊在現有宏基因組學技術的基礎上，提出一種全新的宏基因組研究策略，即16S
rRNA-側翼序列環化測序及計算技術（RiboFR-Seq，ribosomal
RNA gene flanking region sequencing）。通過該技術，可以同時獲得16S
rRNA V4/6高變區及16S
rRNA上游的蛋白編碼基因序列。基於此數據，能夠建立起16S
rRNA與宏基因組拼接序列的物理關聯，校正或補充彼此注釋的結果，實現準確無偏的宏基因組數據解析，進而快速、準確和全面地解析環境樣品中微生物的組成和功能。

研究人員利用該技術，進一步對人體共生微生物和海洋生物表面附生微生物羣落開展了研究。從實際數據分析結果來看，RiboFR-seq方法可以實現對宏基因組中16S
rRNA拷貝數的測定，從而修正了由於16S
rRNA拷貝數差異導致的菌羣丰度估計偏差，所得到的菌羣組成更能反映環境中的真實情況。此外，利用「橋連序列」信息，對16S擴增子和全基因組測序拼接結果進行重新注釋，可輔助宏基因組數據的拼接和組裝。本技術首次建立了宏基因組中物種譜和功能基因譜的有效關聯，為宏基因組學研究尤其是未知環境條件下微生物組的研究，提供了全新的思路和方法。

該工作由趙方慶團隊的博士後張延明和博士研究生冀培豐共同完成，目前已在國際學術期刊Nucleic
Acids Research 在線發表。該研究得到國家自然科學基金項目的資助。(來源：北京生命科學研究院)

趙方慶簡介

趙方慶，博士，研究員。中科院「百人計劃」入選者。

2001年獲青島海洋大學海洋生物學、計算機技術及其應用專業學士學位。

2006年在中國科學院海洋研究所獲博士學位，研究方向為海洋微藻的進化基因組學。在此期間獲得了中國科學院院長特別獎（2006），中國科學院優秀博士論文（2007），國家海洋科學技術獎一等獎（2012）。

2006年7月至2010年底在美國賓州州立大學比較基因組學和生物信息學研究中心，從事計算生物學和基因組學的研究工作。

2010年10月被中國科學院北京生命科學研究院聘為「百人計劃」研究員，主要研究方向是計算基因組學。

現為中國科學院北京生命科學研究院科研部副主任、計算生物學聯合研究中心祕書長、中國生物工程學會計算生物學專業委員會副主任委員、副祕書長。

生物信息學國際刊物《Briefings in Bioinformatics》、《Hereditas》、《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》編委。2012年獲得中國科學院「科技創新交叉與合作團隊」計劃的資助，成立了「計算基因組學」交叉合作團隊。

承擔國家自然科學基金3項，中科院知識創新工程資助課題1項和中科院院長特別獎基金1項。

目前，以第一作者或通訊作者身份在生物信息學和基因組學領域國際刊物發表學術論文40餘篇。

研究領域：基因組變異與精準醫學、環形非編碼RNA組學 、宏基因組技術與人體健康。

閱微基因特聘中科院北京生命科學園博士趙方慶為科研技術部專家，為用戶提供宏基因組測序、微生物基因組測序、16S/ITS測序、長鏈非編碼RNA(LncRNA、環狀RNA等)測序、單細胞測序、基因組測序、小RNA測序、外顯子組測序等高通量測序服務專業的個性化分析。

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