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技术服务

细菌基因组重测序

细菌基因组重测序

技术简介:

       细菌基因组的重测序,是基于高通量测序数据,与近缘参考基因组进行比对,进行变异检测的方法。检测获得菌株和参考基因组的SNP、InDel、SV等变异信息。同时还可进一步进行物种进化、种群特征、选择压力等研究。

技术优势:


     • 测序方案灵活:根据待测菌株定制最优策略,综合利用一代二代三代测序技术
     • 分析团队强大:拥有强大的生物信息团队,分析内容全面,并提供个性化分析
     • 实验体系严格:从DNA抽提,质检到文库构建,上机测序有严格的实验流程

应用领域:


     • 微生物进化分析
     • 基因发现
     • 环境与生态研究
     • 疾病和个体化医疗

技术参数与实验流程


技术参数


样本要求 测序策略 数据要求
  • 类型: DNA,样本无明显降解
  • 总量:>1μg
  • 浓度:>50ng/μL;
  • 纯度:260/280介于1.7-2.0之间
  • Hiseq 2×150,100 ×
  • Q30>80%,

试验流程

A.建库测序流程


B.数据分析流程


经典案例解读

案例:猪胸膜肺炎放线杆菌基因组的比较研究

背景:

      革兰阴性菌胸膜肺炎放线杆菌是猪传染性胸膜肺炎的病原体。猪传染性胸膜肺炎是致命的呼吸道传染病,给养猪业造成巨大的经济损失。

方法:

      为了更好地诠释血清多样性的遗传背景,对胸膜肺炎放线杆菌9个标准菌株(1, 2, 4, 6, 9, 10, 11, 12, 13)进行了重测序(14- to 26-fold),结合已经发表全基因组序列的3个标准菌株(3, 5b, 7),对这12个菌株进行了比较基因组学分析(表1) ,从而首次报道了这一病原体的全球基因组特征。接着使用非必需基因的差异和1287个单拷贝核心基因型序列鉴定了这12种菌株的亲缘关系。

结果:

     •  通过重测序,平均每个菌株基因组组装成的contig数目是59个(范围在44-89)。所有菌株都包含一个长度2.19-2.33 Mb的环形染色体基因组,平均GC含量是41%,平均CDSs数目是2,174 (表2)。
     • 胸膜肺炎放线杆菌血清型5b L20菌株和其它11个菌株序列非常同源(图1)。
     • 核心蛋白簇功能分类表明参与翻译的基因最多(图2),非核心蛋白与与核心蛋白相比,在参与表面多糖合成和细菌致病过程方面有相对更多的元件 。
     •  对胸膜肺炎放线杆菌12个标准菌株进行比较基因组学分析。12个菌株的26012个CDS用于聚类分析,结果表明胸膜肺炎放线杆菌泛基因组包括3303个基因簇,其中包含1709个核心基因组基因,822个非必需基因,和772菌株特异性基因(表3)。
     • 高毒菌株(1, 5b, 9, 11)所共享而低毒菌株(3)所没有的54个非必需基因分析表明,分别编码毒素激活因子ApxIC和结构重组毒素ApxIA的基因均存在于以上这几个高毒菌株中(表4) 。
     • 两种进化分析方法表明高毒菌株(1, 9, and 11)来自相同的祖先,毒菌株( 9, 11)都是孤立于荷兰,因此亲缘关系更近。毒菌株(7, 13)都是孤立于加拿大与匈牙利,因此亲缘关系居第二(图3)。

参考文献:

      Peng Zheng, et al. Genome sequence of the insect pathogenic fungus Cordyceps militaris, a valued traditional chinese medicine. Genome Biology 2011 Nov 23;12(11):R116.

表1.本研究所用到猪胸膜肺炎放线杆菌菌株信息

表2.本研究中的猪胸膜肺炎放线杆菌基因簇和基因组特征

表3.本研究中的12个猪胸膜肺炎放线杆菌基因簇

表4.所有高毒猪胸膜肺炎放线杆菌共享的基因簇

图1. 胸膜肺炎放线杆菌血清型5b L20株和 11株不同的血清型存在序列保守性。

图2 核心蛋白簇的功能分类

图3.猪胸膜肺炎放线杆菌全基因组进化分析

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