染色体级别基因组组装(Hi-C)建库

Hi-C源于染色体构象捕获（Chromosome Confromation Capture,3C）技术，是以整个细胞核为研究对象，利用高通量测序技术，结合生物信息分析方法，研究全基因组范围内整个染色质DNA在空间位置上的关系，获得高分辨率的染色质三维结构信息。

结合多种测序测序手段，Hi-C技术可在单样本内实现辅助基因组组装，排序及定向，使“染色体级别基因组组装”成为可能。在大型动植物基因组研究中，通常先利用二代测序及三代测序技术获取数据进行组装，再借助Hi-C技术，就可以将序列轻松挂载到染色体上。针对已有参考基因组的物种研究，在原有的基因组基础上，借助Hi-C技术可以大幅提升基因组质量。基因组研究领域，Hi-C技术俨然已成为研究者不可或缺的技术手段。

凌恩生物推出大型动植物基因组多种整合技术手段组装，通过Hi-C建库辅助组装，结合三代测序及多种长片段读取技术，使得大型动植物基因组染色体级别的组装不再困难，让您的基因组研究“更上一层楼”。

（1）通过甲醛交联固定，将细胞内由蛋白质介导的空间上邻近的染色质片段进行共价连接；

（2）限制性内切酶进行酶切；

（3）使用生物素标记末端标记；

（4）将连接的DNA纯化后超声打断，并用生物素亲和层析，将生物素化的DNA片段分离，加上接头进行高通量测序。

案例一　海岛棉和陆地棉基因组研究解析异源四倍体棉花起源和进化

Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid cotton. Nature genetics, 2019.

• 研究背景

陆地棉和海岛棉在产量、适应性和品质方面存在显著差异，其中的机制尚不明确。本研究通过全基因组测序，Hi-C辅助组装，深入解析了四倍体棉花的起源及种间分化的遗传机制，揭示了陆地棉广适性及海岛棉优质的遗传基础。

• 研究结果

1. 研究大幅提升了海岛棉Hai7124和陆地棉TM-1基因组的完整性，尤其完善了在重复序列富集的着丝粒区域的组装。

2. 功能基因研究，深度挖掘与海岛棉优质纤维发育及陆地棉广适性密切相关的组学机制。

案例二　水牛基因组染色体水平组装在序列连续性方面超过了人类和山羊基因组

Chromosome-level assembly of the water buffalo genome surpasses human and goat genomes in sequence contiguity. Nature Communications, 2019.

• 研究背景
  

测序技术的快速创新和组装算法的改进使得哺乳动物基因组组装连续性达到染色体水平。本文采用了三维基因组Chicago，Hi-C与HiRise组装技术对水牛（Bubalus bubalis）基因组进行了染色体级组装。

• 研究结果

1、水牛的基因组组装到了染色体水平（N50达到了117Mb）比之前的二代测序版本提升了一千多倍，Gap数仅为383个。

2、水牛基因组序列连续性方面超过了人类和山羊参考序列，并有助于注释难以组装的基因簇，例如主要的组织相容性复合体　（MHC）。

• 基因组组装策略

• 组装结果比较

• 水牛基因组染色体circos圈图

1. Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid cotton. Nature genetics, 2019.

2. Bi-directional Selection in Upland Rice Leads to Its Adaptive Differentiation from Lowland Rice in Drought Resistance and Productivity. Molecular Plant, 2019.

3. A cation diffusion facilitator, GmCDF1, negatively regulates salt tolerance in soybean. PLOS Genetics, 2019.

4. Genome-wide analysis of Chongqing native intersexual goats using next-generation sequencing. 3 Biotech, 2019.

5. Phylogeny of dermatophytes with genomic character evaluation of clinically distinct Trichophyton rubrum and T. violaceum. Studies in Mycology, 2018.

6. Deciphering the sugar biosynthetic pathway and tailoring steps of nucleoside antibiotic A201A unveils a GDP-l-galactose mutase. PNAS, 2017.

7. Construction of an ultra-high density consensus genetic map, and enhancement of the physical map from genome sequencing in Lupinus angustifolius. Theoretical & Applied Genetics, 2017.

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