Seicheamh Genome Lusan / Ainmhidhean De Novo
De Novotha seicheamhachadh a’ toirt iomradh air togail genoma gnè iomlan a’ cleachdadh teicneòlasan sreathachaidh às aonais genoma iomraidh. Tha toirt a-steach agus gabhail farsaing de shreath treas ginealach, le leughaidhean nas fhaide, air cur gu mòr ri co-chruinneachadh genome le bhith a’ meudachadh an tar-tharraing eadar leughaidhean. Tha an àrdachadh seo gu sònraichte iomchaidh nuair a thathar a’ dèiligeadh ri genomes dùbhlanach, leithid an fheadhainn a tha a’ nochdadh heterozygosity àrd, co-mheas àrd de roinnean ath-aithris, polyploids, agus roinnean le eileamaidean ath-aithris, susbaint GC neo-àbhaisteach, no iom-fhillteachd àrd a tha mar as trice air an cruinneachadh gu dona le bhith a’ cleachdadh sreathan le leughadh goirid. aonar.
Tha am fuasgladh aon-stad againn a’ toirt seachad seirbheisean sreathachaidh amalaichte agus mion-sgrùdadh bith-fiosrachaidh a lìbhrigeas genoma àrd-inbhe de novo cruinnichte. Tha sgrùdadh genome tùsail le Illumina a’ toirt seachad tuairmsean air meud agus iom-fhillteachd genome, agus tha am fiosrachadh seo air a chleachdadh gus an ath cheum de shreath fhada-leughaidh a stiùireadh le PacBio HiFi, air a leantainn lean-diughco-chruinneachadh contigs. Tha cleachdadh co-chruinneachadh HiC às deidh sin a’ comasachadh na contigs a cheangal ris an genoma, a’ faighinn co-chruinneachadh ìre chromosome. Mu dheireadh, tha an genoma air a chomharrachadh le ro-innse gine agus le bhith a’ leantainn ghinean air an cur an cèill, a’ cleachdadh tar-sgrìobhaidhean le leughaidhean goirid is fada.
Feartan seirbheis
● Amalachadh ioma-sheirbheisean seicheamhachaidh agus bith-fiosrachaidh ann am fuasgladh aon-stad:
Sgrùdadh genome le Illumina gus tuairmse a dhèanamh air meud genome agus stiùireadh ceumannan às deidh sin;
Sreath leughaidh fada airsonan-diughco-chruinneachadh contigs;
Seicheamh Hi-C airson acair chromosome;
seicheamh mRNA airson comharrachadh ghinean;
Dearbhadh a’ cho-chruinneachaidh.
● Seirbheis a tha freagarrach airson genomes ùra a thogail no airson genomes iomraidh a leasachadh airson gnèithean inntinneach.
Buannachdan seirbheis
Leasachadh àrd-ùrlaran seicheamhachaidh agus bioinformatics ann anan-diughco-chruinneachadh genome
(Amarasinghe SL et al.,Genome bith-eòlas, 2020)
●Eòlas farsaing agus Clàr Foillseachaidh: Tha BMKGene air eòlas mòr a chruinneachadh ann an co-chruinneachadh genoma àrd-inbhe de ghnèithean eadar-mheasgte, a’ toirt a-steach genomes diploid agus genomes fìor iom-fhillte de ghnèithean polyploid agus allopolyploid. Bho 2018, tha sinn air cur ri còrr airTha 300 foillseachadh àrd-bhuaidh, agus 20+ dhiubh air am foillseachadh ann an Nature Genetics.
● Fuasgladh aon-stad: tha an dòigh-obrach amalaichte againn a’ cothlamadh grunn theicneòlasan sreathachaidh agus mion-sgrùdaidhean bith-fhiosrachaidh a-steach do shruth-obrach co-leanailteach, a’ lìbhrigeadh genoma àrd-inbheach.
●Air a dhealbhadh a rèir na feumalachdan agad: Tha an sruth-obrach seirbheis againn gnàthaichte, a’ ceadachadh atharrachadh airson genomes le feartan eadar-dhealaichte agus feumalachdan rannsachaidh sònraichte. Tha seo a’ toirt a-steach a bhith a’ gabhail ri genomes mòra, genomes polyploid, genomes fìor heterozygous, agus barrachd.
●Sgioba Bith-fiosrachaidh agus Obair-lann air leth sgileil: le eòlas fìor mhath an dà chuid air beulaibh deuchainneach agus bioinformatics co-chruinneachaidhean genome iom-fhillte agus sreath de pheutantan agus dlighe-sgrìobhaidh bathar-bog.
●Taic iar-reic:Tha ar dealas a’ leudachadh nas fhaide na crìoch a’ phròiseict le ùine seirbheis 3-mìosan às deidh reic. Rè na h-ùine seo, bidh sinn a’ tabhann seiseanan leanmhainn pròiseict, cuideachadh fuasgladh cheistean, agus seiseanan Q&A gus dèiligeadh ri ceistean sam bith co-cheangailte ris na toraidhean.
Sònrachaidhean seirbheis
| Sgrùdadh genome | Co-chruinneachadh genome | Ìre chromosome | Aithris Genome |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| 30X PacBio CCS HiFi a’ leughadh | 100X Hi-C | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (roghainneil) Làn-fhaid RNA-seq PacBio 40 Gb no Nanopore 12 Gb |
Riatanasan Seirbheis
Airson Sgrùdadh Genome, Seanadh Genome agus Seanadh Hi-C:
| Snàthaid no aigéid nucleic air an toirt a-mach | Sgrùdadh Genome | Co-chruinneachadh Genome le PacBio | Hi-C Seanadh |
| Viscera bheathaichean | 0,5-1 g
| ≥ 3.5 g | ≥2 g |
| Muscle ainmhidh | ≥ 5 g | ||
| Fuil Mamaidh | 1.5 mL
| ≥ 5 mL | ≥2 ml |
| Eòin/Fhuil èisg | ≥ 0.5 mL | ||
| Lusan - Fresh Leaf | 1-2 g | ≥ 5 g | ≥ 4 g |
| Ceallan Cultarach |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| biastag | 0,5-1 g | ≥ 3 g | ≥ 2 g |
| DNA air a thoirt a-mach | dùmhlachd: ≥1 ng/ µL Meud ≥ 30 ng Cuingichte no gun truailleadh no truailleadh | Meudachadh: ≥ 50 ng/ µL Meud: 10 µg / cealla sruthadh / sampall OD260/280=1.7-2.2 OD260/230=1.8-2.5 Cuingichte no gun truailleadh no truailleadh |
-
|
Airson nota Genome le transcriptomics:
| Snàthaid no aigéid nucleic air an toirt a-mach | Tar-sgrìobhadh Illumina | Tar-sgrìobhadh PacBio | Tar-sgrìobhadh Nanopore |
| Lusan - Root / Gas / Petal | 450 mg | 600 mg | |
| Lusan – Duilleach/Sìol | 300 mg | 300 mg | |
| Lusan - Fruit | 1,2 g | 1,2 g | |
| Cridhe Ainmhidhean/Intestine | 300 mg | 300 mg | |
| Beathach Viscera / Brain | 240 mg | 240 mg | |
| Muscle ainmhidh | 450 mg | 450 mg | |
| Cnàmhan/Falt/Craiceann ainmhidhean | 1 g | 1 g | |
| Artrapod - Insect | 6 | 6 | |
| Artrapod - Crustacea | 300 mg | 300 mg | |
| Fuil slàn | 1 tiùb | 1 tiùb | |
| RNA air a thoirt a-mach | dùmhlachd: ≥ 20 ng/ µL Meud ≥ 0.3 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Meudachadh: ≥ 100 ng/ µL Meud ≥ 0.75 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Meudachadh: ≥ 100 ng/ µL Meud ≥ 0.75 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RIN≥ 7.5 5≥28S/18S≥1 |
Lìbhrigeadh sampall air a mholadh
Container: tiùb centrifuge 2 ml (chan eilear a’ moladh foil staoin)
(Airson a’ mhòr-chuid de na sampallan, tha sinn a’ moladh gun a bhith a’ gleidheadh ann an ethanol.)
Bileag sampaill: Feumaidh sampaill a bhith air an comharrachadh gu soilleir agus co-ionann ris an fhoirm fiosrachaidh sampall a chaidh a chuir a-steach.
Gluasad: Deigh thioram: Feumaidh sampaill a bhith air am pacadh ann am pocannan an toiseach agus air an tiodhlacadh ann an deigh thioram.
Sruth-obrach
Sruth Obrach Seirbheis
Dealbhadh deuchainn
Eisimpleir lìbhrigeadh
às-tharraing DNA
Togalach leabharlainn
Seicheamh
Mion-sgrùdadh dàta
Seirbheisean às deidh reic
Mion-sgrùdadh bioinformatic coileanta, air a sgaradh ann an 4 ceumannan:
1) Tha sgrùdadh genome, stèidhichte air mion-sgrùdadh k-mer le NGS a’ leughadh:
Dèan tuairmse air meud genome
Tomhas air heterozygosity
Measadh air roinnean ath-aithris
2) Seanadh Genome le PacBio HiFi:
Chan eilco-chruinneachadh
Measadh seanaidh: a’ toirt a-steach mion-sgrùdadh BUSCO airson iomlanachd genome agus mapadh air ais de leughaidhean NGS agus PacBio HiFi
3) Hi-C co-chruinneachadh:
Leabharlann Hi-C QC: tuairmse air eadar-obrachaidhean dligheach Hi-C
Seanadh Hi-C: cruinneachadh contigs ann am buidhnean, air a leantainn le òrdachadh contig taobh a-staigh gach buidheann agus a’ sònrachadh stiùireadh contig
Measadh Hi-C
4) Nota Genome:
Ro-innse RNA neo-chòdachadh
Aithneachadh sreathan ath-aithris (transposons agus ath-chuairtean tandem)
Ro-innse gine
§Chan eil: algorithms ab initio
§ Stèidhichte air homology
§ Stèidhichte air tar-sgrìobhadh, le leughaidhean fada is goirid: tha leughaidheanan-diughair a chruinneachadh no air a mhapadh don dreach genome
§ Mìneachadh air ginean ro-innse le iomadh stòr-dàta
1) Sgrùdadh Genome - mion-sgrùdadh k-mer
2) Seanadh Genome
2) Seanadh Genome - Bidh PacBio HiFi a’ leughadh mapadh gu dreach co-chruinneachadh
2) Seanadh Hi-C - tuairmse air paidhrichean eadar-obrachaidh dligheach Hi-C
3) Measadh post-cruinneachaidh Hi-C
4) Notation Genome - amalachadh de ghinean a tha san amharc
4) Comharrachadh genome - mothachadh ginean ris a bheil dùil
Dèan sgrùdadh air na h-adhartasan a tha air an cuideachadh le seirbheisean cruinneachaidh de novo genome BMKGene tro chruinneachadh de fhoillseachaidhean curanta:
Li, C. et al. (2021) 'Tha sreathan genome a' nochdadh slighean sgaoilidh cruinne agus a 'moladh atharrachaidhean ginteil co-fhillte ann an mean-fhàs seahorse', Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. et al. (2023) ‘Atharrachaidhean cromosomal air sgèile mhòr a’ leantainn gu atharraichean abairt ìre Genome, Atharrachadh Àrainneachdail, agus Sònrachadh anns an Gayal (Bos frontalis)’, Bith-eòlas Molecular agus Evolution, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. et al. (2023) ‘Co-chruinneachadh genome agus sgaradh ginteil germplasm maise-gnùise follaiseach a tha an aghaidh tart’, Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), td. 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. et al. (2023) 'A' nochdadh mean-fhàs de biosynthesis alcaloid tropane le bhith a 'dèanamh anailis air dà genomes anns an teaghlach Solanaceae', Nature Communications 2023 14: 1, 14(1), pp. 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Sgrùdaidhean cùise dùbhlanach:
Co-chruinneachadh Telomere-to-telomere:Fu, A. et al. (2023) 'Co-chruinneachadh genome Telomere-gu-telomere de melon searbh (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) a' nochdadh leasachadh mheasan, co-dhèanamh agus feartan ginteil aibidh', Horticulture Research, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Co-chruinneachadh Haplotype:Hu, W. et al. (2021) ‘Tha genoma le mìneachadh aileile a’ nochdadh eadar-dhealachadh biallelic ri linn mean-fhàs cassava’, Molecular Plant, 14(6), td. 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Co-chruinneachadh genoma mòr:Yuan, J. et al. (2022) 'Bunait genomic an giga-chromosomes agus giga-genome de chraobhan peony Paeonia ostii', Nature Communications 2022 13: 1, 13(1), td. 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Co-chruinneachadh genome polyploid:Zhang, Q. et al. (2022) 'Seallaidhean genomic air an lùghdachadh cromosoma o chionn ghoirid de shiùcair autopolyploid Saccharum spontaneum', Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), td. 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
