最近10XGenomics在单细胞领域可谓火的一塌糊涂,在基因组领域,因为10XGenomics采用长片段DNA建库(>50Kb),仅用10XGenomics便可进行基因组组装,以低成本获得物种的高质量基因组;另外10XGenomics还可以用于辅助基因组组装,提升已有的基因组质量;当然10XGenomics用于重测序能够更好的发现大的结构变异(SV)。接下来,一起看看用10XGenomics技术发的那些大文章吧!一
仅用10XGenomics构建物种基因组
10XGenomicsdenovo仅需构建一个长片段DNA文库,约70X的数据即可实现该物种基因组的高质量组装,因为成本超低,所以更合适泛基因组研究。
1、17个人泛基因(NatureCommunications,)
人类参考基因组极大的促进了现代生物学研究,但是参考基因组并不能包括人类群体的所有遗传信息。结构变异(SV)对基因组的多样性具有重要意义,先前由于技术和成本的限制,很难对插入类型的SV进行鉴定。该研究利用10XGenomics技术,构建了5个不同人种共17个人的泛基因组(5个非洲人、3个北美人、4个东亚人、3个欧洲人和2个南亚人),每个基因组ScaffoldN50平均为18Mb。一共鉴定到个不在参考基因组中且唯一的插入变异(non-referenceuniqueinsertions,NUIs),序列长度总计2.1Mb。其中64%的NUI是人类祖先序列,因为它们在非人类的灵长类基因组中发现。此外,37%的NUI能在人类转录组中发现。
图1在17个人基因组中鉴定NUI的流程2
2、大豆野生种基因组(PlantJournal,)
Glycinelatifolia是和大豆亲缘关系比较近的27个野生多年生植物中的一个,其遗传多样性和许多农艺性状是大豆所不具备的。该研究利用10XGenomics技术组装出了一个Mb的G.latifolia基因组草图,ScaffoldN50达1.05Mb,利用遗传图谱信息将Scaffolds挂载到了20条染色体中。对5种豆科植物比较分析发现,和防御相关的基因明显地存在于Glycine属特异同源基因家族中。G.latifolia基因组的组装和注释为大豆提供了更多的遗传变异位点和基因资源,能够为以后改良大豆提供帮助。
图2G.latifolia基因组图谱二
10XGenomics数据辅助基因组组装
由于10XGenomics进行长片段DNA建库,因此可以提供超长的跨度信息,可用于辅助基因组Scaffold的搭建,轻松提升基因组组装质量。1
3、玉米W22基因组(NatureGenetics,)
该研究对玉米W22自交系进行高深度的Illumina测序,结合10XGenomics技术对W22基因组进行denovo组装。通过光学图谱、SNP标记等方法评估W22基因组组装质量,并对初始的组装结果进行调整,最终得到的W22v2基因组大小为2.13Gb,ScaffoldN50达35.5M,与B73基因组相比,转座子组成、拷贝数变异、单核苷多态性等多种尺度上存在显著的结构异质性。表1W22基因组组装参数统计
2小麦A基因组(Nature,)
乌拉尔图小麦(基因组约为5Gb)是普通小麦中A基因组的原始二倍体供体。在该研究中,通过对A基因组进行BAC测序,结合PacBio、BioNano和10XGenomics技术,最终完成了乌拉尔图小麦材料G的基因组测序和精细组装,绘制出了小麦A基因组7条染色体的分子图谱,注释出了41,个蛋白编码基因。与水稻、高粱和短柄草基因组的比较和共线性分析,推演出了小麦A基因组7条染色体的进化模型,并鉴定出了小麦A基因组从二倍体,经四倍体到六倍体进化过程中的染色体结构变异。
图3小麦A基因组组装流程图3
兰花基因组(Nature,)
在该研究中,通过Illumina和Pacbio测序结合10XGenomics技术的方式,获得了高质量的深圳拟兰基因组,并用10XGenomics技术显著提升了铁皮石斛和小兰屿蝴蝶兰基因组的组装水平。文章分析了这几种兰花基因组并结合多种兰花及其它植物的转录组,对兰花的MADS-box基因家族的功能以及调控机制进行了深入研究,揭示了兰花起源进化及花器官发育等分子机制,对于阐明兰科植物进化史具有里程碑的意义。
图4兰花形态进化中涉及到的MADS-box基因博奥晶典10XGenomics基因组优势
1.仅需构建一个10XGenomics文库,成本超低。
2.大跨度Linked-reads为Contig准确组装成Scaold提供充分支持。对已有的基因组序列能够有效延长Scaold长度。
3.作为国内第一家引进10XGenomics平台的服务商,博奥晶典已成功建库+个,具有丰富的项目经验,可提供稳定可靠的结果。
4.组装算法的优化大幅缩短了组装周期。
5.具有丰富的信息分析经验丰富,可提供高质量组装结果。表2博奥晶典已完成的10XGenomics基因组组装项
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博奥晶典科研服务
北京博奥晶典生物技术有限公司作为一家致力于打造技术平台最完善的高通量技术服务机构,能够提供全面的基因组测序和分析服务。基于全新的10XGenomics平台,可以高质量地构建出动植物基因组图谱,并对所有变异位点,尤其是复杂结构变异进行全面检测;另外,依托博奥生物最新引进的NovaSeq测序平台、强大的生信分析团队和丰富的经验,能够完美完成动植物GWAS、群体进化等各项大规模深度分析,为您的科研路提供强有力的支持。
参考文献[1]WongKHY,Levy-SakinM,KwokPY.Denovohumangenomeassembliesrevealspectrumofalternativehaplotypesindiversepopulations[J].Nature