美吉生物

基因組測序 de novo基因組測序 動植物基因組測序

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全基因組de novo測序是指不需要任何參考序列即可對某個物種進行測序,用生物信息學分析方法進行組裝,從而獲得該物種的全基因組序列圖譜。自1998年模式動物線蟲基因組測序完成以來,目前動物基因組測序完成的已超過200個,小至幾十兆(食蟹猴瘧原蟲,26.2 Mb),大至幾千兆(短尾負鼠,3.4 Gb);植物2000年擬南芥基因組測序完成以來,已陸續有100多種植物測序完成。在已經完成測序的植物中,基因組大小范圍也較大,小至幾十兆(三角褐指藻,27.4 Mb),大至幾萬兆(火炬松,23.2 Gb)。一個物種基因組圖譜的繪制完成,標志著可以從基因組水平對該物種的生長、發育、進化、起源等問題進行研究,從而推動對基礎生物學、分子育種、遺傳基因改良等方面的研究,對珍稀動植物的保護和優異種質資源品種也具有重要意義。


美吉優勢

擁有標準化實驗室和高通量測序技術平臺,實驗周期短,質量可靠;

擁有Illumina HiSeq 2500/4000MiSeqPacbio等多種高通量測序平臺

技術人員經驗豐富,可根據客戶需求提供實驗方案、解決實驗問題、分析實驗結果;

擁有專業的生物信息分析團隊和大型計算機,可提供個性化的生信分析服務;

提供合作論文撰寫及發表。


產品類型

? ? ? ?(1)?動植物基因組survey

構建Illumina PE250500bp)文庫,通過Illumina平臺測序并進行k-mer分析、GC-depth分布分析和初步組裝,評估待測物種基因組復雜情況(基因組大小、雜合率、GC含量及重復序列情況等);此外,也可通過基因組survey進行SSR標記開發等分析。

? ? ? ?(2)?動植物基因組精細

根據基因組復雜程度,可以分為簡單基因組和復雜基因組;

簡單基因組:主要指重復序列比例低于50%的單倍體或高純合二倍體(雜合率低于0.5%),如大部分哺乳動物、鳥類等。

復雜基因組:主要指重復序列比例高于50%,雜合率大于0.5%的二倍體或多倍體,如大部分水產動物以及昆蟲、林木等。

構建Illumina10X GenomicsPacbio文庫,通過IlluminaPacbio RS II平臺測序并進行denovo基因組組裝,且可結合轉錄組、光學圖譜、HIC等獲得高質量的基因組精細圖并進行深度生物信息挖掘。



實驗流程

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????動植物Survey實驗流程圖?

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??動植物精細圖實驗流程圖



生信分析流程


生信分析內容

標準分析

高級分析

原始數據統計與處理

基因家族鑒定

基因組拼接

系統發育樹分析

基因預測

基因家族擴張和收縮分析

重復序列分析

物種分歧時間估算

非編碼RNA預測

基因組共線性分析

Swiss-prot/TrEMBL/Interpro/Pfam

正選擇基因分析

GO/KEGG注釋

全基因組復制分析



動植物Survey技術參數


樣本要求


策略


服務周期


樣品類型:基因組DNA

樣品量:濃度≥30ng/μlDNA總量≥4μgOD260/280介于1.8-2.0之間并確保DNA無降解、無污染,切忌反復凍融;



測序平臺:Hiseq2500/4000

文庫:250bp/500bp

數據量:≥40×


? ?


? 40


動植物精細圖技術參數

樣本要求

產品分類

測序策略

組裝承諾指標

項目周期










樣品類型:

基因組DNA;

樣品總量:≥50μg;

濃度≥50ng/μl;

OD260/280=1.8-2.0

樣品無污染無降解








簡單基因組



純二代

文庫類型:PE(250bp/500bp/800bp);

MP(2k/3k/5k/8k/10k/20k)/10X Genomics;

測序策略:Hiseq PE150

測序深度:≥100×


Contig N50≥20kb,

Scaffold N50≥1Mb







4-9個月



2+3

文庫類型:PE(250bp/500bp/800bp);

MP(2k/3k/5k/8k/10k/20k)/10XGenomics;

Pacbio~20kb

測序策略:2+3

測序深度:二代100×;三代10×



Contig N50≥100kb,

Scaffold N50≥1Mb

純三代

文庫類型:Pacbio~20kb

測序深度:≥80×

Contig N50≥1Mb





復雜基因組



純二代

文庫類型:PE(250bp/500bp/800bp);

MP(2k/3k/5k/8k/10k/20k)/10X Genomics;

測序策略:Hiseq PE150

測序深度:≥200×


Contig N50≥20kb,

Scaffold N50≥500kb





9-15個月

2+3

測序深度:

二代200×;三代30×

Contig N50≥60kb,

Scaffold N50≥500kb

純三代

文庫類型:Pacbio~20kb

測序深度:≥100×

組裝指標視物種

具體情況而定





哺乳動物和鳥類(蝙蝠除外)



純二代

文庫類型:PE(250bp/500bp/800bp);

MP(2k/3k/5k/8k/10k/20k)/10X Genomics;

測序策略:Hiseq PE150

測序深度:100×


Contig N50≥40kb,

Scaffold N50≥2Mb





3-6個月

2+3

測序深度:

二代100×;三代1

Contig N50≥100kb,

Scaffold N50≥4Mb

純三代

文庫類型:Pacbio~20kb

測序深度:≥80×

Contig N50≥5Mb



送樣要求

1.樣品類型

動植物組織或者DNA


2.樣品DNA需求量

250-500bp小片段PE文庫> 2μg;3-5K大片段MP文庫> 10μg;

5-10K大片段MP文庫>40μg;10-20K大片段MP文庫>60μg;

Pacbio文庫>10μg;



3.樣品濃度

小片段文庫>50ng/μL;大片段文庫>100 ng/μL。


4.樣品純度

OD260/280=1.8-2.0并確保DNA無降解,無污染。


5.樣品保存期間切忌反復凍融,送樣時請使用冰袋或干冰運輸。






案例一:草魚基因組測序揭示其進化與草食適應性[1]

草魚是我國重要的淡水養殖魚類,也是世界范圍內最重要的淡水養殖品種之一,其產量約占全球淡水養殖總量的16%。基因組測序組裝得到0.9Gb雌性草魚基因組和1.07Gb雄性草魚基因組序列。分析顯示草魚與斑馬魚的分化時間發生在4900-5400萬年前,與斑馬魚相比草魚發生染色體融合現象。轉錄組分析發現肝臟中甲羥戊酸通路和類固醇生物合成通路被激活與草魚食性轉變有關。


1 草魚基因組組裝與進化



2 草魚與斑馬魚核型圖



3 轉錄組分析揭示草魚食性轉變


案例二:菠蘿基因組測序和CAM光合途徑進化研究[2]

人類培育菠蘿的歷史已經超過了6000年,開始于現在的巴西西南部和巴拉圭東北部。全球80多個國家每年生產約2500萬噸的菠蘿水果,總產值接近90億美元。基因組測序組裝得到382Mb,占基因組72.6%;共27,024個基因,其中89%是完整的。染色體核型進化分析顯示菠蘿基因組經歷了στ兩次全基因組復制事件(圖1)。CAM途徑分析顯示菠蘿景天酸代謝光合作用不是通過全基因組復制或串聯基因復制產生的重復基因演化而來(圖2)。


1 菠蘿基因組兩次全基因組復制事件


2 菠蘿景天酸途徑的演化


參考文獻


[1]Wang Y, Lu Y, Zhang Y, et al. The draft genome of the grass carp (Ctenopharyngodon idellus) provides insights into its evolution and vegetarian adaptation. Nature Genetics, 2015, 47(6): 625-631.

[2]Ming R, VanBuren R, Wai C M, et al. The pineapple genome and the evolution of CAM photosynthesis. Nature Genetics, 2015, 47(12): 1435-1442.




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