宏转录组和宏基因组分析都能提供微生物群落的组成和功能信息，但它们的侧重点有所不同。宏基因组分析主要揭示微生物群落的潜在功能，即它们理论上能够执行的功能。相比之下，宏转录组分析能够直接反映微生物群落在特定环境下实际表达的基因和执行的功能。因此，宏转录组分析能够更深入地回答"微生物正在做什么"这一核心生物学问题，提供微生物群落当前活动状态的真实画面。简单来说，宏基因组提供了微生物群落的“静态”信息，而宏转录组则提供了“动态”的基因表达信息。
越来越多的高分文献进行了宏基因组和宏转录组的联合分析，可以更全面地了解微生物群落的结构和功能，联合分析这两种组学数据具有重要意义：
提供更全面的微生物群落信息
01
宏基因组反映潜在功能，宏转录组反映实际表达的功能，两者结合可全面了解微生物群落的结构和功能
提高基因注释和分析的准确性
02
宏转录组数据可以帮助验证和改进宏基因组的基因预测和注释
揭示基因表达调控机制
03
通过比较宏基因组和宏转录组数据，可以分析环境因素对微生物基因表达的影响
发现新基因和新功能
04
宏基因组可以发现新的基因序列，宏转录组可以验证这些新基因的表达
接下来，让我们一起来看几篇实际的客户文章案例。
凌恩生物客户文献案例
01
浮游植物源多糖和微生物肽聚糖是马里亚纳海沟深海微生物的关键营养物质
标题：Phytoplankton-derived polysaccharides and microbial peptidoglycans are key nutrients
For deep-sea microbes in the Mariana Trench
期刊：Microbiome
影响因子：13.8
合作单位：山东大学
项目类型：宏基因组+宏转录组
主要内容
在本项研究中，研究者们对马里亚纳海沟深度在50至9305米之间的海水样本的细胞外酶活性（EEAs）、宏基因组学和宏转录组学进行了分析。研究结果显示，随着深度的变化，活跃进行转录的微生物群体也发生了变化，而在深渊区域，最为活跃的微生物群体主要是放线菌门和α-变形菌门。进一步在属分类水平上的微生物群体分析揭示，宏基因组学方法和宏转录组学方法识别的微生物优势种群存在不同。胞外酶活性的种类揭示了，复杂的浮游植物多糖（例如纤维素、木质素和半纤维素）和微生物肽聚糖是深海微生物可以利用的主要营养来源。在超深海洋区域观察到的高细胞特异性EEA表明，深海微生物即使在面对极端环境挑战时，也拥有强大的聚合物降解能力。这些研究结果为理解马里亚纳海沟深海环境中营养物质的来源、关键微生物群体以及生物聚合物降解所需的胞外酶提供了新的视角和见解。
图1 马里亚纳海沟海域水体中微生物物种多样性分析
图2 不同层位海水样品中参与HMWOM降解利用的基因的种类和丰度
图3 马里亚纳海沟不同深度水体中的海水EEAs分布图（A）、细胞特异性EEAs分布图（B）以及相应EE基因的转录丰度分布图（C）。
02
嘌呤能丰富根系相关假单胞菌，促进盐胁迫下野生大豆的生长
标题：Purines enrich root-associated Pseudomonas and improve wild soybean growth under
salt stress
期刊：Nature Communications
影响因子：14.7
合作单位：中国农科院烟草研究所
项目类型：二代扩增子+宏基因组+宏转录组
主要内容
盐度作为一种常见却研究不足的环境压力，严重影响了农业产量。探究植物与微生物互动的遗传和分子机制，有望为利用根际微生物提升植物表现和缓解盐害提供新思路。研究者利用16S rRNA基因扩增子、宏基因组和宏转录组测序技术，考察了盐胁迫下根际微生物群落的组成和功能变化。宏基因组和宏转录组分析揭示，与运动相关的基因，特别是趋化性和鞭毛组装基因，在盐处理样本中明显富集和高表达。发现盐胁迫下植物根系会分泌嘌呤类物质，尤其是黄嘌呤，这些物质能够刺激假单胞菌的运动性。研究表明，野生大豆通过分泌关键代谢物（即嘌呤）来吸引有益的假单胞菌，从而增强其抵抗盐胁迫的能力。
图1 在盐处理的根和根际样品中富集的假单胞菌
图2 盐诱导了根际微生物区系的功能转移
03
利用定向成对质量距离解读污水处理厂中微生物介导的溶解有机质反应组
标题：Deciphering Microbe-Mediated Dissolved Organic Matter Reactome in Wastewater Treatment Plants Using Directed Paired Mass Distance
期刊：Environmental Science & Technology
影响因子：10.8
合作单位：重庆大学
项目类型：宏基因组+宏转录组
主要结果
图1 显示生物治疗过程中DOM转化通路的核心反应组的dPMD网络
图2 微生物活性与dPMD的关系
凌恩生物
部分宏组学项目经验
3、Deciphering Microbe-Mediated Dissolved Organic Matter Reactome in Wastewater Treatment Plants Using Directed Paired Mass Distance. Environmental Science ＆ Technology, 2024.
