三代个体重测序

挖掘基因组大片段结构变异，探究性状遗传机制

产品介绍

以Pacbio和Oxford nanopore为代表的三代测序技术以及读长长的特点在动植物基因组研究中获得大量应用，基于三代测序技术对样品进行全基因组测序，利用获得的10kb~20kb长reads与物种参考基因组进行比对分析，可以精准开发得到样品与参考基因组或者样品间的DNA序列的遗传变异，如结构变异（Structural Variation，SV）和拷贝数变异（copy number variations, CNV）等，而这些大片段的序列变异的检测是二代重测序无法做到的。利用开发得到SV、CNV可以进行大规模群体层面的遗传分析，也可以分析这些变异与基因功能、物种性状变异之间的遗传关系，三代重测序是挖掘物种遗传变异信息的全新策略。

?应用方向

?应用一：动植物结构变异检测

应用二：外源片段插入位置检测

?分析内容

测序数据质控与统计；

与参考基因组比对；

SV检测与注释；

多个样品差异SV分析

多个样品差异SV基因注释及功能富集分析

全基因组结构变异circos图

ONT重测序送样要求

DNA样品

浓度(ng/uL) （Qubit检测）	总量(ug)	OD260/280	OD260/230	琼脂糖凝胶电泳	Nanodrop与Qubit检测浓度比值	外观
≥50	满足按数据量计算对总量要求，一般按2ug DNA可产出60G数据计算	1.8-2.2	1.8-2.5	size≥23K，降解条带>5K，点样孔无或有轻微污染	0.9-2.0	无颜色、无沉淀物

组织样品

物种	组织部位	组织量
?动物	肝脏/肾脏等内脏组织	≥0.35g
??动物	肌肉	≥0.5g
??动物	哺乳动物血液	≥0.5mL
动物	禽类/鱼类血液	≥0.1mL
植物	新鲜叶片	≥0.5g
植物	花瓣/茎	≥1.0g
植物	根/种子	≥2.0g
细胞	培养细胞	≥1×107

产品优势

北京百迈客生物科技有限公司深耕于三代测序领域，先后引入新的三代测序平台，2015年引入Pacbio测序平台，截止到目前百迈客已拥PacBio全系平台：PacBio sequel Ⅱ、PacBio Sequel、和RS Ⅱ、，2017年初引入Nanopore测序平台，Nanopore 全系平台：PromethION-48、PromethION-β、GridION、MinION，是目前国内外提供最全面三代测序的服务商之一。

应用案例

案例1、

题目：Mapping and phasing of structural variation in patient genomes using nanopore sequencing，应用Nanopore测序检测病人基因组结构变异.

期刊：Nature Communications

发表时间：2017

主要研究成果

ONT鉴定SV能力优于illumina平台，鉴定到了复杂的新生基因组重排——染色体碎裂（chromothripsis）；
ONT长读长可有效phasing变异（SNV和SV）；
并发现短读长测序遗漏的很大一部分的反转录转座子插入。

技术方法

来自2个先天多发畸形患者的PBMC和淋巴母细胞样细胞系样本
MinION平台Nanopore三代全基因组重测序，10-20kb文库，平均测序深度分别为16X和11X；
Illumina HiSeq X平台，~30X，400-500bp文库。

案例2、

题目：The population genetics of structural variants in grapevine domestication，葡萄驯化过程中基因组结构变异的群体动态.

期刊：Nature Plants

发表时间：2019

背景

结构变异（structural variant；SV）是植物基因组中未被广泛鉴定的一类特征。关于植物中结构变异的类型和大小、个体中的分布以及群体动态都不是很清楚。对于结构变异的深入研究将有助于我们进一步理解结构变异对于表型的影响以及通过全基因组关联分析鉴定其作为目的表型关键遗传因子的可能性。

主要结果

本文中，作者鉴定了通过无性繁殖的葡萄栽培种群体以及其异交野生祖先种中的结构变异，并研究了SV的演化基因组动态。作者组装了一个高度杂合的Chardonnay基因组，基于SV的结果发现Chardonnay基因组上大约有七分之一的基因属于半合子。通过全基因组长read和短read比对到Chardonnay和Cabernet Sauvignon参考基因组上，作者检测了尽可能多的SV。作者发现强烈的纯化选择作用于结构变异，但尤其针对倒置和易位事件。尽管如此，结构变异还是通过隐性杂合子的方式在无性繁殖的葡萄谱系中不断积累。同时，结构变异还区分了葡萄野生种和栽培种之间基因组分化的离群区域，说明其在驯化中的作用。这些离群区域中包括一个性别决定区域和葡萄浆果着色位点，独立的大片段、复杂倒置驱动了趋同的表型演化。