细菌基因组测序解决方案

一、 介绍

细菌基因DNA从头测序即de novo 测序，不需要任何参考序列资料即可对某个物种进行测序，用生物信息学分析方法进行拼接、组装，从而获得该物种的基因组序列图谱。利用全基因组从头测序技术，可以获得全基因组序列，从而推进该物种的研究。全基因组序列图谱完成后，可以构建该物种的基因组数据库，为该物种的后基因组学研究搭建一个高效的平台；为后续的基因挖掘、功能验证提供DNA序列信息。

二、 技术方案

第三代测序平台PacBio RS II具有读长较长的优势（10 kb SMRT bell 文库不低于100×测序深度），能够在序列上通过重复序列区及高GC区，从而达到更好的拼接效果，我们推荐用该平台进行100X覆盖的测序；同时，利用第二代测序平台Illumina HiSeq，对小插入片段基因组文库进行双末端（Paired-End）测序，按照基因组5M计算，测序数据量不少于2G，能够达到约400X覆盖。利用PacBio RS II与Illumina HiSeq相结合，构建细菌基因组的精细图。

分析流程

备注：
注1：需提供涉及系统发育分析的物种，并且16S rDNA序列信息已知；
注2：需样本数量大于10个；

注3：功能蛋白预测包括：致病菌毒力因子（VFDB）分析、抗生素抗性（ARDB）分析、碳水化合物活性酶（CAZy）分析等。

三、 部分分析内容展示

• COG注释

• 基因在基因组分布展示 （circos图）

     其中，从里到外，每个环分别为GC-skew，GC ratio，rRNA基因，负正链基因，其中蛋白编码基因的颜色来源与COG注释。除此之外，可以添加展示的定制的数据。

• 碱基修饰检测及修饰位点Motif预测

左图：横坐标为每个碱基的测序单向深度，纵坐标为碱基的修饰打分

右图：不同修饰QV下QV与碱基数目的图形

• 修饰信号及motif在基因组上的分布

其中最外面和最里面为碱基修饰信号，两者之间为motif在基因组上的分布。

• 比较基因组分析

横坐标为参考基因组的坐标，纵坐标为contig，斜率为1的线表示正向匹配，斜率为-1的线条表示反向，contig与参考序列之间存在inversion的变化。正向用红色表示，反向用绿色表示。

• 进化分析

四、 案例解析

研究人员利用二代测序仪Illumina MiSeq和三代测序仪PacBio RS II，成功完成Clostridium carboxidivorans P7T的全基因组测序及拼接工作，并进行了全基因组注释。拼接及注释结果表明：C. carboxidivoransP7全基因组总大小为5.73 Mbp，包含5,732,880 bp的环形染色体和19,902 bp的大质粒，GC含量29.9%；利用NCBI PGAP预测共有4973个基因编码序列，11个rRNA，71个tRNA(表1)。（该研究中PacBio RS II测序服务由上海伯豪生物技术有限公司提供）

表1 C. carboxidivoransP7全基因组与已报道草图比较结果

C. carboxidivoransP7基因组circos图

原文出处：
Li N,Yang J,Chai C,et al. Complete genome sequence of Clostridium carboxidivorans P7(T), a syngas-fermenting bacterium capable of producing long-chain alcohols.J Biotechnol.2015.

细菌基因组测序解决方案价格

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