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泛基因组测序

发布日期:2019-03-06 浏览次数:146

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  泛基因组即通过de novo组装策略,构建不同亚种或生态型全基因组序列,从而完善该物种基因集并获得个体特异基因信息。现在的研究趋势逐渐转向探索更大分类阶元的进化关系,通过具有内在关联的不同属或科内物种测序分析,我们可以发现物种保守功能元件及其特异序列,有利于理解物种形成的分子进化机制及其与自然选择的关系。


















标准信息分析

1.泛基因组组装:

GC含量分析;测序深度分析;通过参考基因组构建super-scaffold。


2.泛基因组结构注释

核心基因组预测;非必要基因组预测;重复序列注释;Non-coding RNA注释。


高级信息分析

1.泛基因组功能注释:

Nt注释分析;Nr注释分析;KEGG代谢通路分析;COG分析;GO注释(Gene Ontology);TrEMBL注释分析。


2.比较基因组学分析:

分析不同亚种的特有基因和基因家族的数量、功能;构建系统发育树;估算分化时间(需要有化石标定);基因组共线性分析;


3.基于泛基因组的多态性标记检测(包含相似的基因区域和高度差异的基因区域):

SNP检测;Small InDel检测;SV检测;CNV检测;PAV检测。


样品要求

1.样品类型:基因组DNA;

2.样品需求量:小片段文库≥1 μg;2 Kb~6 Kb大片段文库≥20 μg;10 Kb大片段文库≥30 μg;20 Kb和40 Kb大片段文库≥60 μg;完成全基因组测序样品DNA量需求约为500 μg~1 mg;

3.样品浓度:小片段文库≥30 ng/μl,大片段文库≥133ng/μl;

4.样品纯度:OD260/280为1.8-2.0;

5.电泳要求:主带清晰,无降解或轻度降解。(距送样日最近的电泳结果)

  1.大豆泛基因组图谱构建

  大豆是重要的油料和高蛋白粮食兼用作物,大豆基因组序列在2012已经公布,然而寻找大豆中主要的遗传变异还存在一定的局限性,原因是野生大豆的变异要远高于栽培大豆。因此,本研究针对7株来自亚洲不同地域的大豆进行de novo测序并组装,为更了解大豆的遗传信息作出贡献。7种大豆组装结果Contig N50:8-27kb之间,Scaffold N50:17-65.1kb之间,组装基因组大小在813-985Mb之间。与已经公布的大豆基因组比较鉴定出大量SNP、indel、CNV等结构变异位点。利用670个保守的直系同源基因进行7种大豆的系统发育树的构建。

7种大豆的测序及组装结果


大豆泛基因组变异图谱


7种大豆的遗传进化分析



2.3000份水稻的泛基因组研究

亚洲栽培稻是全球主要的粮食来源,同时也是植物生物学研究的一种模式作物。本文针对超过3000份的水稻种质进行平均深度达14.3X的全基因组测序,为水稻的研究提供极大的基因组学数据资源。本文将3000份水稻的测序数据进行可视化处理,并制作成可以进行检索的数据库。该数据库共包含3010份水稻的序列信息、基因注释以及大片段插入缺失和基因表达量的信息。与水稻参考基因组比较,发现了至少12000个新基因。


3000份水稻泛基因组浏览器流程图


水稻基因的识别和展示