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微生物基因组从头测序

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AI问答
可以做哪些实验,检测什么? 可以用哪些耗材和试剂?

 

 

微生物基因组从头测序

微生物广泛存在于自然界中,与人类的生产和生活息息相关。微生物生物多样性丰富,基因组具有相对较小、重复序列较高、易于突变等特点,因此很有必要对微生物进行全基因组测序,而且同动植物相比较,在时间和成本上也容易实现。目前,全基因组测序成为微生物遗传进化、疾病预防控制、生物工程技术等方面重要的研究和开发手段。

一、    技术路线

 

推荐平台:Roche 454 FLX+ 数据为主导,结合Illumina MiSeqABI 3730XL数据。

二、信息分析

 

1.    原始数据整理、过滤及质量评估

2.    基因组序列拼装与分析:

l  基因组序列拼装

l  基因组拼装效果评估 (contig N50scaffold N50genome size and GC% )

l  缺口填补(gap finish

l  比较基因组分析(基因组进化树分析、SNPs、共线性以及重复片段分析)

l  绘制基因组图谱

3.    功能元件分析:

l  蛋白编码基因预测

l  非编码 RNA预测

l  CRISPRs预测

l  蛋白编码基因的功能注释

l  蛋白编码基因的COG GO 注释

l  蛋白编码基因的代谢途径注释(KEGG pathway

4.    根据客户需求进行个性化分析 

 

三、样品要求

1.       细菌:浓度≥200 ng/μl,总量≥50 μgOD 260/280值介于1.8-2.0之间的细菌基因组DNA,并确保电泳检测无明显RNA条带,基因组条带清晰、完整,主带应在100 kb以上,DNA无降解,无污染。

2.       真菌:样品浓度≥200 ng/μl,总量≥50 μgOD 260/280值介于1.8-2.0之间的DNA,样品浓度越高越好。真菌的de novo测序获得精细图,若基因组大小介于10~45 Mb之间,需提供至少100 μgDNA,若基因组大小大于45 Mb,则需200 μgDNA

3.       样品保存期间切忌反复冻融。

4.       送样管务必标清样品编号,管口使用Parafilm膜密封。

5.       提供DNA电泳检测照片,用自封袋密封后随样品一起送样。

 

 

四、成功案例

案例一 卡他莫拉菌(Moraxella catarrhalis)菌株RH4从头测序

背景:卡他莫拉菌(Moraxella catarrhalis)是人类上呼吸道的条件致病菌,可引起儿童上颌窦炎、中耳炎、肺炎等,累及全身,是呼吸道感染的第3位常见致病菌,仅次于流感嗜血杆菌和肺炎链球菌。目的:结合Roche 454IlluminaSolexaABI 3730三种测序平台绘制M. catarrhalis菌株RH4的完成图。

 

 

结果菌株RH4基因组由1,863,286个单核苷酸组成,并含有1,886个蛋白编码基因。比较基因组分析表明菌株RH4ATCC43617的基因组高度保守。通过绘制卡他莫拉菌基因组完成图并进行基因组功能注释,为进一步研究其致病机制,研发新疫苗奠定了基础。 

[ de Vries SP, van Hijum SA, Schueler W, et al. Genome Analysis of Moraxella Catarrhalis Strain RH4, a Human Respiratory Tract Pathogen. Journal of Bacteriology, 2010, 192(14): 3574-3583 ]

 

案例二 禾本科布氏白粉菌基因组破译背景

背景:布氏白粉菌Blumeria graminis)是一种生长和繁殖完全依赖于宿主细胞的植物病原菌,目前许多性状的形成机理和机制还不清楚。

 

目的:利用Roche 454ABI SOLiDABI 3730XL三种测序平台对布氏白粉菌进行全基因组测序,了解专性寄生营养方式等性状的遗传分子基础。

 

结果布氏白粉菌基因组大小为120 Mb,包含5854个基因。它与宿主共生的原因是因为缺失一些关键基因,导致其无法合成破坏植物细胞壁的蛋白质。研究结果有助于了解真菌的特性,研究出防治植物病虫害的新方法。

[ Spanu PD, Abbott JC, Amselem J, et al. Genome expansion and gene loss in powdery mildew fungi reveal tradeoffs in extreme parasitism. Science, 2010, 10(26): 1543-1546 ]

 

 

五、常见问题解答

 1. Q:微生物基因组测序的技术指标是什么?

A:微生物基因组测序按测序精度大致可以分为框架图、精细图和完成图三类。框架图要求基因组覆盖度大于95%,基因区覆盖度达到98%以上,单碱基错误率低于十万分之一;精细图要求基因组覆盖度大于98%,基因区覆盖度达到99%以上,单碱基错误率低于十万分之一,gap数不超过100个;完成图要求完整基因组序列,单碱基错误率低于十万分之一,gap数不超过5个。

2.  Q:如何使GC含量过高或过低物种的基因组测序达到相应组装标准?

    A:当GC含量大于65%或小于35%时测序难度均会增加,需要构建不同长度测序文库,并通过加大测序量才能够达到组装标准。

3.   Q:如何完成基因组中重复序列数据的准确拼接?

     A:通过构建不同长度测序文库并使用Roche 454 FLX+平台深度测序,可以对重复序列引起的错误进行校正。

 

 

 

微生物基因组从头测序信息由上海派森诺生物科技股份有限公司为您提供,如您想了解更多关于微生物基因组从头测序报价、型号、参数等信息,欢迎来电或留言咨询。

注:该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案,不可用于临床诊断或治疗等相关用途

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