基于长读长测序技术的贾第虫染色体水平基因组组装：单细胞基因组学新突破

本研究针对难以体外培养的贾第虫(Giardia duodenalis)基因组获取难题，通过单细胞分选技术结合多重置换扩增(MDA)和长读长测序(ONT/PacBio)，成功完成10个滋养体样本的染色体水平基因组组装(11.1 Mbp，N50 3.1 Mbp)。该研究首次实现微量样本的贾第虫高质量基因组解析，为原生生物单细胞基因组学研究提供新范式。

　　

在人类与动物健康领域，贾第虫(Giardia duodenalis)作为一种全球流行的肠道原虫，每年导致约2.8亿人感染。尽管其临床意义重大，但基因组研究长期受限于传统测序需百万级虫体样本的瓶颈。对于这种难以体外培养的微生物，如何突破样本量限制实现高质量基因组组装，成为困扰学界的技术难题。

河南农业大学兽医医学院的研究团队在《Scientific Data》发表创新成果，通过单细胞分选技术结合前沿测序手段，仅用10个滋养体就完成了贾第虫染色体水平基因组组装。研究采用多重置换扩增(MDA)技术扩增单细胞基因组DNA，结合牛津纳米孔(ONT)和太平洋生物科学(PacBio)双平台长读长测序，运用Canu、MECAT2和RagTag等组装工具，最终获得总长11.1 Mbp、仅含5个contig的高质量基因组(分离株g12a2)，其N50值达3.1 Mbp，GC含量49.23%。

单滋养体选择与基因组制备
研究人员从A1亚群分离株g12a2中精准分选10个滋养体，通过MDA技术实现全基因组扩增。质量检测显示DNA纯度优异(A260/A280=1.85)，PCR验证覆盖14个目标位点，为后续测序奠定基础。

多平台测序数据生成
采用MGI短读长(198×覆盖度)、ONT长读长(1029×)和PacBio长读长(1088×)三平台测序，数据量分别达2.2Gb、11.5Gb和12.1Gb。Fastp预处理确保数据质量，BWA比对验证数据完整性。

基因组组装与优化
通过Canu和MECAT2初步组装后，使用Quickmerge整合双平台数据，RagTag进行支架构建和缺口填充。最终组装与参考基因组Be2(GCA_026248805.1)和WB-C6(GCA_000002435.2)高度一致，

证实五条染色体结构的保守性。

质量验证
BUSCO评估显示21.6%的完整性，虽受双滴虫纲基因丢失特性影响，但与其他参考基因组(Be2 22.4%，WB-C6 22.4%)相当。N50值(3.1 Mbp)优于WB-C6(2.8 Mbp)，基因组覆盖度达1027-1086×，

支持组装可靠性。

该研究开创性地证明微量样本染色体水平组装的可行性，突破传统依赖大量培养虫体的技术限制。所建立的"单细胞分选-MDA扩增-长读长测序"技术路线，为难以培养的病原微生物基因组研究提供普适性方案。基因组数据揭示贾第虫A1亚群的核心基因组成和结构变异特征，

为比较基因组学和抗贾第虫药物靶点筛选奠定基础。这项由Jingjing Sun、Yuancai Chen等学者完成的研究，标志着原生生物单细胞基因组学进入新纪元。