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基因组测序 de novo基因组测序 真菌基因组测序

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 真菌属于较低等的真核生物,种类繁多,在自然界中分布广泛。据估计,全世界约有150万种真菌,其中包含许多具有重要药用价值和食用价值的有益真菌,同时也存在着大量能引发动植物病害的致病菌。因此,合理利用有益真菌,控制和预防有害真菌对人类的生产和生活具有重要的意义。而真菌基因组的阐明,将为真菌特性的分析提供重要依据。随着高通量测序技术的成熟,基因组测序成本已大大降低,使得快速而经济的进行真菌基因组测序成为可能,目前真菌基因组学研究已经进入了一个快速增长时期。  

美吉优势

 拥有标准化操作实验室和高通量测序技术平台,实验周期短,质量可靠;

 拥有Illumina HiSeq 2500/4000MiSeqPacbio等多种高通量测序平台

 技术人员经验丰富,可根据客户需求提供实验方案、解决实验问题、分析实验结果;

 拥有专业的生物信息团队和大型计算机,可提供个性化的生物信息分析服务;

 提供合作论文撰写及发表。 

产品类型

      1.菌基因组survey 

构建Illumina PE~400bp)文库,通过IlluminaMiseq/Hiseq)平台测序并进行de novo基因组组装,初步获得基因组序列和功能注释信息。

 

      2. 真菌基因组精细图 

 构建IlluminaPacbio文库,通过IlluminaPacbio RS II平台测序并进行de novo基因组组装,获得基因组精细图并进行深度生物信息挖掘。

 

      3. 真菌基因组染色体级别精细图 

 采用多种测序平台(PacBio、光学图谱或者其它技术)相结合的方法进行de novo组装,获得染色体水平的基因组。


实验流程

                              真菌基因组survey实验流程图  

                                   真菌基因组精细图实验流程图

生信分析流程


生信分析内容


标准分析

高级分析

原始数据统计与处理

PHI分析

基因组拼接

分泌蛋白分析

基因预测

基因簇比较作图分析

重复序列分析

同源基因分析

非编码RNA预测

基因组进化树构建

Nr注释/Swiss-prot注释

基因家族扩张和收缩分析

KOG注释

共线性分析

GO注释

CYP450分析

KEGG注释

假基因预测

Pfam注释

进化速率分析

CAZy分析

分歧时间估算


真菌精细图承诺指标

      (1)样本要求:单核体或杂合度低于0.5%的二倍体样本。

      (2)Illumina平台:对于评估后符合要求的样本,基因组覆盖度大于 95%,基因区覆盖度达到 98%scaffold N50 ≥ 300kb contig N50≥20kb,单碱基错误率平均低于十万分之一。

      (3)Pacbio平台:对于评估符合要求的样本,承诺指标Contig N50≥1M 

 

送样要求

        菌体样本:survey≥5g,精细图≥8g

        基因组DNA样本:浓度≥30ng/μlIllumina PE文库所需DNA总量≥2μgIllumina MP文库和Pacbio文库所需DNA总量≥10μgOD260/280介于1.8-2.0之间并确保DNA无降解,无污染,切忌反复冻融。

案例一:红曲霉基因组de novo测序及转录组分析揭示色素的合成及调控机制[1]

      红曲霉隶属于散囊菌目,大团囊或红曲菌科,是十分重要的真菌。红曲霉最重要的特点是可以产生大量的色素(超过50种),在色素合成过程中PKS-聚酮合酶和FAS-脂肪酸合酶起关键作用。本研究对Monascus purpureus YY-1利用二代技术和OM技术进行基因组测序,组装得到基因组大小24.1Mb,共8条染色体(图1),预测得到7,491编码基因。基于全基因组水平进化分析揭示了其进化地位(图2)。比较基因组分析显示M.purpureus基因组比近源真菌小13.6-40%,经历了显著的基因丢失过程。比较转录组分析揭示了其色素的合成及调控机制。

                         


     图1 M. purpureus YY-1基因组可视化图谱                            图2 M. purpureus YY-1进化分析  

 

参考文献  

 

[1] Yang Y, Liu B, Du X, et al. Complete genome sequence and transcriptomics analyses reveal pigment biosynthesis and regulatory mechanisms in an industrial strain, Monascus purpureus YY-1. Scientific reports, 2015, 5.



(1) 真菌中部分样品存在哪些困难?

      部分样品易降解,建议在公司提取完之后,立即建库上机,从而避免样品降解,如白粉菌等;部分菌株难以培养,得到的样品较少,不够正常文库建库,可以进行微量建库或全基因组扩增,如黄绿蜜环菌等;部分样品难以抽提,可根据实际情况选择CTAB、试剂盒法或者相关文献中方法,送样建议送单核体、或是纯合双核体

 

(2) 真菌基因组为什么要做survey

       相对于细菌来说,真菌的基因组、质粒、样品等情况都很复杂。目前,已经公布基因组序列的真菌物种很少,大多缺乏参考序列、基因组大小、GC 含量、重复序列、质粒等信息。然而,通过 survey 可以大概知道这些情况,为后续测序、组装研究提供指导。

 

(3) 如何制定真菌基因组de novo测序策略?

       真菌基因组的重复序列、GC含量、杂合率、染色体数目等是影响基因组de novo拼装效果的关键因素,如果待测菌株基因组或其近源物种基因组已有报道,可以根据已报道的基因组信息分析待测菌株重复序列、GC含量、杂合率、染色体数目等特点制定合适的测序策略。如果没有相关信息,可以根据基因组survey评估基因组特点后制定相应的测序策略。

 

(4) 对于高重复、高杂合率的真菌基因组该采取哪种策略?

       对于高重复的真菌基因组建议在二代数据的基础上结合第三代测序技术(pacbio、光学图谱等技术;对于高杂合率的基因组在PE/MP文库的基础上建议增加BACfosmid文库改善拼接质量。

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