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基因组测序 de novo基因组测序 细菌基因组测序

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        随着高通量测序技术和生物信息学的快速发展,细菌全基因组de novo 测序已然成为一种探究细菌生物学问题的高性价比方法。通过全基因组测序,可以获知待测菌株的基因及相关调控信息,为研究该菌株特有的生物学特征(致病机制,共生机制,独有的代谢机制)提供分子生物学基础;通过比较基因组分析,为研究菌株种内及种间的功能差异、进化关系提供理论指导。

       目前,细菌基因组测序已经广泛应用于细菌流行病学、疫苗开发、微生物进化等多个领域。此外,细菌全基因组de novo测序为该物种后续基因组数据的挖掘以及重要基因的功能分析构建一个全面的研究平台。

 

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,保证高质量的数据;

      拥有多种测序平台和强大的计算机资源,提供最佳的测序解决方案和快速的分析平台;

      拥有专业的分析团队,全面的分析内容,提供全面和高质量的基因组解析结果;


产品类型

     细菌基因组扫描图:构建Illumina PE(400bp)文库,利用Illumina(Miseq/Hiseq)平台测序,de novo 组装后进行生物信息分析;

     细菌基因组完成图:构建PacBio RS II(~10K)文库,利用Pacbio RS II平台测序,de novo 组装获得基因组完成图并进行生物信息分析;


实验流程


生信分析流程

 

1. 承诺指标

      细菌扫描图:基因组覆盖度大于95%,基因区覆盖度大于98%;单碱基平均错误率低于十万分之一;

      细菌完成图:0 GAP,1 contig;单碱基平均错误率低于十万分之一;

 

2. 项目周期

      细菌扫描图:20-25个工作日;

      细菌完成图:45-55个工作日;

 

3. 送样要求

      1)样品类型: DNA/菌体;

      2)样品需求量:菌体样本:≥5g; 扫描图基因组DNA:≥2μg;完成图基因组DNA:≥10μg;

      3)样品浓度:≥30ng/µL;

      4)样品纯度:OD260/280=1.8-2.0并确保DNA无降解,无污染;

      5)样品保存期间切忌反复冻融,送样时请使用冰袋或干冰运输;

美吉合作案例一:基因组分析揭示了Bacillus cereus Group中各菌株的分类地位[1]

       本研究基于224株芽孢杆菌基因组序列,通过GBDP/dDDH、16S rRNA以及特殊基因MLSA等方法进行芽孢杆菌分类地位研究。解决的问题:1)比较这些方法的分类结果;2)重新构建蜡样芽孢杆菌的系统进化树;3)探索芽孢杆菌的遗传多样性;4)获得芽孢杆菌更满意的分类结果。

 

图1 dDDH值与nMLSA相似性的相关性分析    图2 pycA基因构建系统进化树


美吉合作案例二:213株乳杆菌的比较基因组学分析[2]

       本文对213株乳杆菌属模式菌株,采用二代Illumina HiSeq 2000高通量测序平台绘制其基因组精细图谱,结合比较基因组和功能基因组分析方法,解析与菌株分化相伴随的功能基因进化历程,拓展其生物应用潜力。


图1  基于16个持家基因的最大似然法系统进化树



 

   图2基于73个核心基因的系统进化树

参考文献

[1] Liu Y, Lai Q, Göker M, et al. Genomic insights into the taxonomic status of the Bacillus cereus group. Scientific Reports, 2015, 5: 14082-14082.

[2] Sun Z, Harris H M B, McCann A, et al. Expanding the biotechnology potential of lactobacilli through comparative genomics of 213 strains and associated genera. Nature Communications, 2015, 6: 8322.

(1) 评价细菌基因组扫描图组装效果的指标有那些?

 细菌基因组扫描图组装结果常见指标有scaffold N50长度值、N%scaffold数量、总碱基数等,一般要求N50较长,N%较低,scaffold数量相对较少,这样拼接比较集中,不至于太零散;依据这些技术指标进行综合评定,来选取最终的组装结果;不同菌株的基因组特征差异较大,组装结果也会存在一定程度的差异。 

 

(2) 对于GC含量过高或过低以及重复序列较多的基因组,完成图能否0Gap

       GC含量大于65%或者小于35%以及重复序列较多时,会对测序和组装有一定影响,但目前 Pacbio RS II长读长的测序技术能很好的克服这些问题,美吉生物至今已几百例的细菌完成图项目经验,全部都可以达到 0 GAP的结果。

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