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三代测序技术助力真菌基因组测序

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。真菌基因组大小一般在2.5Mb-150Mb之间,而其基因组的复杂程度介于大型动植物与细菌之间,随着三代测序技术的成熟,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。
方法/步骤
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实验步骤1,材料选取2,DNA样品3,文库构建4,测序5,信息分析

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技术流程

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技术优势1,测序结果准确性高:结合不同测序平台,减少测序和拼接错误;2,拼接结果完整性高:该测序方案可获得NGS测序无法获得的基因组区域,基因组完整性高,利用光学图谱平台,甚至可拼接获得真菌着丝粒和端粒序列信息,获得染色体级别拼接结果;

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生物信息分析

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案例分析     Oklahoma州立大学和Oklahoma大学的科学家联手研究独黑粉菌基因组,该真菌以厌氧状态寄生在大型家畜的胃肠道中,负责降解植物类材质。经分离的C1A菌株拥有大型真菌基因组,超过100Mb,共16000个以上的编码基因。C1A菌株的GC含量超低,仅17%。不仅如此,这个菌株还有一个非常罕见的特征,即基因间的非编码区域非常大,占据了73%,里面大量SSR,占整个基因组5%的比例。研究人员最开始基于Illumina的Paired-End技术,测了290X覆盖度,但组装效果非常糟,Contig数为82325个,N50仅为1666bp,而且其中32.4%都是长度仅300-900的短Contig,于是他们加测了10X覆盖度的PacBio数据,最终使QV值达到59.7,即准确率接近99.9999%。“最终的组装结果使N50/N90获得了不可思议的提升,特别是发现了大量之前在Illumina结果中丢失的内含子信息,其中主要都是SSR。

注意事项
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1)DNA样本避免反复冻融,避免紫外线、荧光染料等可能损伤DNA的环境或物质,请尽可能提供新制备的DNA,低温运输;

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2)DNA溶解在TE buffer或EB buffer中;

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3)样品要求无色、透明、不粘稠;

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4)凝胶电泳结果:主条带明显无明显降解现象,基因组DNA条带长度≥23kb(特殊种类请标注DNA大小),胶孔无蛋白,无RNA污染;

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5)DNA总量要求:真菌、放线菌门、昆虫、植物及海洋生物,单次建库起始DNA总量≥30µg(Qubit),浓度>80ng/μL(Qubit);其他样品,单次建库起始DNA总量≥15µg(Qubit),浓度>40ng/μL(Qubit);

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6)根据每个课题设计的建库数量不同,总共所需要的DNA量也不同;

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