华大动植物基因组 de novo 测序全新升级

【字体: 时间:2019年07月22日 来源:华大科技

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  华大基因PacBio Sequel II 测序服务盛大开启,动植物基因组de novo 迎来重大升级。基因组项目选我们,科研赢在起跑线!

华大基因PacBio Sequel II 测序服务盛大开启,动植物基因组de novo 迎来重大升级。基因组项目选我们,科研赢在起跑线!

基于多平台组合,华大基因在动植物基因组领域累积起丰富的项目经验,已发表13篇长读长测序数据组装的基因组文章。2019年上半年连发3篇Nature 系列高分文章,分别是:《Nature Genetics 》玉米基因组、《Nature Communications》野生大豆基因组、《Nature Plants 》金鱼草基因组。

01 玉米基因组

主要研究团队:华中农业大学、华大基因等

测序策略:PacBio + BioNano +10X Genomics+ ChIA-PET +HiSeq

该项研究以一个热带小粒玉米品种(SK)为材料,应用Pacbio测序技术、Bionano Genomics双酶切光学图谱、10X Genomics和短读长测序数据,组装得到迄今为止质量最好的玉米参考基因组,大小为2.32Gb, contig N50达到15.78Mb,注释获得了43,271个基因。基于这个新组装基因组,结合之前已发表的温带玉米B73和Mo17参考基因组,研究人员应用521份玉米自交系的深度重测序数据,鉴定出了80,164个多态性结构变异,其中约22%的变异是传统单核苷酸多态性(SNP)检测方法所不能及的。

研究团队分析发现,结构变异相比于SNP更容易引起基因表达量的变化。结合染色质三维交互(ChIA-PET)数据,研究人员证实,结构变异除可通过插入基因功能区引起基因表达量变化外,还可通过重建或破坏基因组的三维交互,进而引起基因表达量的变化。在该项目中,研究人员利用ZHENG58和SK构建的重组自交系群体在玉米的1号染色体上定位到了一个同时控制粒型和粒重的位点(qHKW1),随后将其精细定位在长度为177Kb的基因组区间内,进一步定位出该位点所在的基因——ZmBAM1d,通过基因表达实验证实该基因正向调控玉米粒重,且在该基因过表达和敲除实验中均未检出对其他农艺性状的影响,表明该基因在玉米品质改良当中有应用前景,可用于提升作物产量。

02 野生大豆基因组

主要研究团队:香港中文大学、华大基因等

野生大豆基因组学研究是其优势农艺性状相关基因数据分析的高效路径,但以往主要以栽培大豆Williams 82的基因组为参考,导致野生大豆品种特有的遗传信息得不到充分挖掘。该项目研究团队针对野生大豆W05,应用PacBio测序技术、Bionano Genomics双酶切光学图谱(OM)和高通量染色体构象捕获技术(Hi-C)产出的数据,组装得到染色体级别的参考基因组,其大小为1013.2 Mb,contig N50为3.3 Mb,注释获得55,539个蛋白编码基因。

基于新组装的参考基因组,研究人员对野生大豆与栽培大豆的遗传结构和种皮性状进行了深入研究,发现栽培大豆11号染色体末端和13号染色体末端之间发生了相互易位,找到了致使栽培大豆种皮变黄的倒位结构,并通过来自多个国家和地区的野生和栽培大豆的OM(双酶切光学图谱)数据对上述结构变异进行了验证,找到了大豆在驯化过程中受到人工选择的遗传印记。

03 金鱼草基因组

主要研究团队:中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国科学院大学、华大基因等

金鱼草是研究植物生长发育、转座子生物学和自交不亲和性的植物遗传和分子研究的重要模型。该项目采用PacBio +HiSeq 策略测序组装得到金鱼草栽培品种JI7优质基因组,大小为510Mb,Contig N50为0.73Mb, Scaffold N50为2.62Mb,所得Scaffolds覆盖基因组区域达97.12%,锚定到8条染色体上,注释获得37,714个蛋白编码基因。研究人员对金鱼草、拟南芥、无油樟、 番木瓜、 水稻、 矮牵牛、 梅花、 葡萄等10个物种进行序列比较分析发现,车前科和茄科祖先大约在6200万年前发生分化;在大约4600-4900万年前,车前科发生了全基因组复制事件。结合既往研究结果,对金鱼草TCP家族(一类与植物器官三维形态发育或细胞周期调控相关的转录因子)进行分析,揭示了全基因组复制事件在金鱼草祖先进化出不对称花的过程中起着关键作用。

截至2019年7月,华大基因与合作伙伴在长读长测序领域发表文章共计13篇:

2019年7月3日,华大基因购买的PacBio Sequel II 测序仪到货。至此我们的测序仪配置更加齐全,可提供更丰富优质的服务。

看照片,还是熟悉的外型,但是“内芯”强大不少。和老款Sequel 相比,Sequel II 升级详情如下:

两种测序模式的参数如下:

测试数据正快马加鞭赶来,敬请期待!

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