Ohun ọgbin / Animal De Novo Genome Sequencing
De Novoitọka itọka si ikole ti ẹda kan 'gbogbo genome nipa lilo awọn imọ-ẹrọ titele ni laisi jiini itọkasi kan. Iṣafihan ati isọdọmọ ni ibigbogbo ti tito lẹsẹsẹ iran-kẹta, ti n ṣe ifihan kika kika to gun, ti ni ilọsiwaju apejọ jiomeji ni pataki nipasẹ jijẹ agbekọja laarin awọn kika. Imudara yii ṣe pataki ni pataki nigbati o ba n ba awọn jiini ti o nija, gẹgẹbi awọn ti n ṣafihan heterozygosity giga, ipin giga ti awọn agbegbe atunwi, polyploids, ati awọn agbegbe pẹlu awọn eroja atunwi, awọn akoonu GC ajeji, tabi idiju giga ti o jẹ deede kojọpọ ni lilo tito-ka-kukuru nikan.
Ojutu iduro-ọkan wa n pese awọn iṣẹ isọdọkan iṣọpọ ati itupalẹ bioinformatic ti o ṣe jiṣẹ didara giga de novo apejọ jiini. Iwadi genome ni ibẹrẹ pẹlu Illumina n pese awọn iṣiro ti iwọn jiini ati idiju, ati pe alaye yii ni a lo lati ṣe itọsọna igbesẹ atẹle ti atẹle kika gigun pẹlu PacBio HiFi, atẹle nipade novoijọ ti contigs. Lilo atẹle ti apejọ HiC ngbanilaaye didari awọn contigs si jiometirika, gbigba apejọ ipele-chromosome kan. Nikẹhin, jiini naa jẹ asọye nipasẹ asọtẹlẹ jiini ati nipa tito lẹsẹsẹ awọn jiini ti a fihan, lilo si awọn iwe afọwọkọ pẹlu awọn kika kukuru ati gigun.
Awọn ẹya ara ẹrọ Iṣẹ
● Iṣọkan ti ọpọ tito lẹsẹsẹ ati awọn iṣẹ bioinformatic ni ojutu iduro kan:
Iwadi genome pẹlu Illumina lati ṣe iṣiro iwọn genomii ati itọsọna awọn igbesẹ ti o tẹle;
Long kika lesese funde novoijọ awọn contigs;
Hi-C lesese fun chromosome anchoring;
ilana mRNA fun asọye ti awọn Jiini;
Afọwọsi ti ijọ.
● Iṣẹ ti o yẹ fun kikọ awọn genomes aramada tabi ilọsiwaju ti awọn genomes itọkasi ti o wa fun iru iwulo.
Awọn anfani Iṣẹ
Idagbasoke ti awọn iru ẹrọ titele ati bioinformatics nide novojiini ijọ
(Amarasinghe SL et al.,Biology Biology, 2020)
●Imọye nla ati Igbasilẹ Atẹjade: BMKGene ti ṣajọpọ iriri nla ni apejọ jiini ti o ni agbara giga ti awọn eya oniruuru, pẹlu awọn genomes diploid ati awọn genomes ti o ni idiwọn pupọ ti polyploid ati allopolyploid eya. Lati ọdun 2018, a ti ṣe alabapin si loriAwọn atẹjade ipa-giga 300, ati pe 20+ ninu wọn ni a gbejade ni Awọn Jiini Iseda.
● Ojutu Ọkan-Duro: ọna iṣọpọ wa daapọ awọn imọ-ẹrọ itẹlera pupọ ati awọn itupalẹ bioinformatic sinu iṣan-iṣẹ iṣọpọ, jiṣẹ jiini ti o pejọ ti o ga julọ.
●Ti ṣe deede si Awọn aini Rẹ: Ṣiṣan iṣẹ iṣẹ wa jẹ isọdi, gbigba isọdọtun fun awọn genomes pẹlu awọn ẹya oriṣiriṣi ati awọn iwulo iwadii pato. Eyi pẹlu gbigba awọn genomes omiran, awọn genomes polyploid, awọn genomes heterozygous giga, ati diẹ sii.
●Bioinformatics ti o ni oye ga julọ ati Ẹgbẹ yàrá: pẹlu iriri nla ni mejeeji esiperimenta ati bioinformatics iwaju ti awọn apejọ genome eka ati lẹsẹsẹ awọn itọsi ati awọn aṣẹ lori ara sọfitiwia.
●Atilẹyin Tita-lẹhin:Ifaramo wa kọja ipari iṣẹ akanṣe pẹlu oṣu mẹta lẹhin-tita akoko iṣẹ. Lakoko yii, a funni ni atẹle iṣẹ akanṣe, iranlọwọ laasigbotitusita, ati awọn akoko Q&A lati koju eyikeyi awọn ibeere ti o ni ibatan si awọn abajade.
Awọn pato Iṣẹ
| Iwadi Jiini | Apejọ Genome | Chromosome-ipele | Itọkasi Jiini |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| 30X PacBio CCS HiFi ka | 100X Hi-C | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (aṣayan) Ni kikun ipari RNA-seq PacBio 40 Gb tabi Nanopore 12 Gb |
Awọn ibeere Iṣẹ
Fun Iwadi Genome, Apejọ Genome ati Apejọ Hi-C:
| Tissue tabi awọn acids nucleic ti a fa jade | Iwadi Jiini | Apejọ Genome pẹlu PacBio | Hi-C Apejọ |
| Animal Viscera | 0,5-1 g
| ≥ 3.5 g | ≥2 g |
| Isan Eranko | ≥5g | ||
| Ẹjẹ Mammalian | 1,5 milimita
| ≥5 milimita | ≥2 milimita |
| Adie / Ẹjẹ Ẹja | 0,5 milimita | ||
| Ohun ọgbin- Ewe tuntun | 1-2 g | ≥5g | ≥4g |
| Awọn sẹẹli ti o gbin |
| 1x108 | 1x107 |
| Kokoro | 0,5-1 g | ≥3 g | ≥2 g |
| DNA ti a jade | Ifojusi: ≥1 ng/µL Iwọn ≥ 30 ng Lopin tabi ko si ibajẹ tabi ibajẹ | Ifojusi: ≥ 50 ng/µL Iye: 10 µg / sẹẹli sisan / ayẹwo OD260/280 = 1.7-2.2 OD260/230 = 1.8-2.5 Lopin tabi ko si ibajẹ tabi ibajẹ |
-
|
Fun alaye Genome pẹlu awọn iwe afọwọkọ:
| Tissue tabi awọn acids nucleic ti a fa jade | Illumina Transcriptome | PacBio Transcriptome | Nanopore Transcriptome |
| Ohun ọgbin- Gbongbo / Yiyo / Petal | 450 mg | 600 mg | |
| Ohun ọgbin – bunkun/Irugbin | 300 mg | 300 mg | |
| Ohun ọgbin - Eso | 1.2g | 1.2g | |
| Animal Heart/Ifun | 300 mg | 300 mg | |
| Animal Viscera / ọpọlọ | 240 mg | 240 mg | |
| Isan Eranko | 450 mg | 450 mg | |
| Egungun Eranko/Irun/Awọ | 1 g | 1 g | |
| Arthropod - Kokoro | 6 | 6 | |
| Arthropod - Crustacea | 300 mg | 300 mg | |
| Odidi eje | tube 1 | tube 1 | |
| RNA jade | Ifojusi: ≥ 20 ng/µL Iye ≥ 0.3 µg OD260/280 = 1.7-2.5 OD260/230 = 0.5-2.5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Ifojusi: ≥ 100 ng/µL Iye ≥ 0.75 µg OD260/280 = 1.7-2.5 OD260/230 = 0.5-2.5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Ifojusi: ≥ 100 ng/µL Iye ≥ 0.75 µg OD260/280 = 1.7-2.5 OD260/230 = 0.5-2.5 RIN≥ 7.5 5≥28S/18S≥1 |
Niyanju Ifijiṣẹ Apeere
Apoti: tube centifuge 2 milimita (a ko ṣeduro bankanje Tin)
(Fun pupọ julọ awọn ayẹwo, a ṣeduro lati ma ṣe itọju ni ethanol.)
Apejuwe Apeere: Awọn ayẹwo gbọdọ jẹ aami ni kedere ati aami si fọọmu alaye ayẹwo ti a fi silẹ.
Gbigbe: yinyin gbigbẹ: Awọn ayẹwo nilo lati wa ni iṣakojọpọ ninu awọn apo akọkọ ati sin ni yinyin gbigbẹ.
Ṣiṣan iṣẹ
Sisan Iṣẹ Iṣẹ
Apẹrẹ adanwo
Ifijiṣẹ apẹẹrẹ
DNA isediwon
Ikole ìkàwé
Titele
Itupalẹ data
Lẹhin-tita awọn iṣẹ
Itupalẹ bioinformatic pipe, ti o yapa ni awọn igbesẹ mẹrin:
1) Iwadi Genome, ti o da lori itupalẹ k-mer pẹlu NGS ka:
Iṣiro iwọn jiini
Iṣiro ti heterozygosity
Ifoju ti awọn agbegbe atunwi
2) Apejọ Genome pẹlu PacBio HiFi:
De novoijọ
Iṣiro apejọ: pẹlu itupalẹ BUSCO fun pipe genome ati aworan agbaye ti NGS ati PacBio HiFi ka
3) apejọ Hi-C:
Hi-C ìkàwé QC: ifoju ti wulo Hi-C ibaraenisepo
Apejọ Hi-C: ikojọpọ awọn contigs ni awọn ẹgbẹ, atẹle nipa pipaṣẹ contig laarin ẹgbẹ kọọkan ati yiyan iṣalaye contig
Hi-C igbelewọn
4) Apejuwe Genome:
Asọtẹlẹ RNA ti kii ṣe ifaminsi
Idanimọ awọn ilana atunwi (awọn transposons ati awọn atunwi tandem)
Asọtẹlẹ Gene
§De novo: ab initio aligoridimu
§ Da lori homology
§ Da lori transcriptome, pẹlu gigun ati kukuru kika: awọn kika jẹde novojọ tabi ya aworan si awọn osere genome
§ Apejuwe ti awọn Jiini asọtẹlẹ pẹlu awọn apoti isura data lọpọlọpọ
1) Iwadi Genome- k-mer onínọmbà
2) Apejọ Genome
2) Apejọ Genome - PacBio HiFi ka maapu si apejọ apejọ
2) Hi-C Apejọ - ifoju Hi-C wulo ibaraenisepo orisii
3) Hi-C Post-ipejọ igbelewọn
4) Alaye Genome - isọpọ ti awọn Jiini asọtẹlẹ
4) Itumọ Jiini - asọtẹlẹ Jiini asọtẹlẹ
Ṣawakiri awọn ilọsiwaju ti o ni irọrun nipasẹ BMKGene's de novo genome apejọ awọn iṣẹ nipasẹ akojọpọ awọn atẹjade ti a ti ṣajọ:
Li, C. et al. (2021) 'Awọn ilana Jiini ṣe afihan awọn ipa-ọna kaakiri agbaye ati daba awọn aṣamubadọgba jiini convergent ni itankalẹ okun’, Awọn ibaraẹnisọrọ Iseda, 12 (1). doi: 10.1038 / S41467-021-21379-X.
Li, Y. et al. (2023) 'Awọn iyipada Chromosomal-nla-nla yori si Awọn iyipada Itumọ Ipele Genome-Ipele, Iyipada Ayika, ati Speciation ni Gayal (Bos frontalis)', Isedale Molecular ati Itankalẹ, 40(1). doi: 10.1093 / MOLBEV / MSAD006.
Tian, T. et al. (2023) 'Apejọ Genome ati pipinka jiini ti agbado germplasm ti o gbajumọ ti ko ni aabo’, Iseda Genetics 2023 55:3, 55(3), oju-iwe 496–506. doi: 10.1038 / s41588-023-01297-y.
Zhang, F. et al. (2023) 'Ifihan itankalẹ ti tropane alkaloid biosynthesis nipa ṣiṣe ayẹwo awọn genomes meji ninu idile Solanaceae', Nature Communications 2023 14: 1, 14 (1), oju-iwe 1-18. doi: 10.1038 / s41467-023-37133-4.
Awọn iwadii ọran ti o nija:
Apejọ Telomere-to-telomere:Fu, A. et al. (2023) 'Telomere-to-telomere genome ijọ ti kikoro melon (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) ṣe afihan idagbasoke eso, akopọ ati awọn abuda jiini ripening', Horticulture Research, 10 (1). doi: 10.1093 / HR / UHAC228.
Apejọ Haplotype:Hu, W. et al. (2021) 'Gome-itumọ ti Allele ṣe afihan iyatọ bialelic lakoko itankalẹ cassava', Ohun ọgbin Molecular, 14(6), oju-iwe 851–854. doi: 10.1016 / j.molp.2021.04.009.
Apejọ genome nla:Yuan, J. et al. (2022) 'Ipilẹ jiini ti giga-chromosomes ati giga-genome ti igi peony Paeonia ostii', Ibaraẹnisọrọ Iseda 2022 13:1, 13(1), oju-iwe 1–16. doi: 10.1038 / s41467-022-35063-1.
Apejọ genome polyploid:Zhang, Q. et al. (2022) 'Awọn oye Genomic sinu idinku chromosome aipẹ ti ireke autopolyploid Saccharum spontaneum', Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), oju-iwe. 885–896. doi: 10.1038 / s41588-022-01084-1.
