動植物基因組 de novo 測序
技術(shù)簡介
基因組從頭測 (de novo sequencing)，是指不依賴參考序列信息對某個物種的 DNA 進行從頭測序和拼接、組裝，從而獲得該物種的全基因組序列圖譜。采用該技術(shù)，可以更好地了解個體遺傳特征，為該物種的后基因組學研究奠定堅實基礎(chǔ)。
樣品要求
(1) 樣品類型：單倍體、純合二倍體或雜合率低于 0.5% 的二倍體基因組 DNA 樣品；
(2) 樣品需求量：小片段文庫 ≥1 μg；2 Kb~6 Kb 大片段文庫 ≥20 μg；10 Kb 大片段文庫 ≥30 μg；20 Kb 和 40 Kb 大
片段文庫 ≥60 μg；完成全基因組測序樣品 DNA 量需求約為 500 μg~1 mg；
(3) 樣品濃度：小片段文庫 ≥30 ng/μL，大片段文庫 ≥133ng/μL；
(4) 樣品純度：OD260/280=1.8~2.0；無蛋白質(zhì)、RNA污染或肉眼可見雜質(zhì)污染；
(5) 樣品質(zhì)量：基因組完整。
技術(shù)參數(shù)
推薦數(shù)據(jù)量：
簡單基因組：100-150x， 復雜基因組：200-300x
服務(wù)周期： 6 個月以上（視基因組情況而定）
信息分析：
(1) 原始測序數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，包括去除接頭污染，N 含量較多和低質(zhì)量的 reads；
(2) 基因組組裝；
(3) GC 含量分布分析和深度分析；
(4) 染色體區(qū)域和基因區(qū)域覆蓋度評估；
(5) 基因組注釋，包括重復序列注釋，基因結(jié)構(gòu)預測，基因功能注釋和 non-coding RNA 注釋；
(6) 基因組進化分析：基因家族鑒定，系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建，基因組共線性分析，物種分歧時間估算等。
案例分析
游隼和獵隼全基因組測序分析捕食生活方式的進化[1]
研究背景
作為頂級食肉動物，隼形目具有獨特的形態(tài)、生理和行為適應(yīng)性，使得它們能夠成為成功的捕食者。游隼還被被譽為"世上最快的動物"。
研究目的
為了解游隼和獵隼捕食性的進化基礎(chǔ)，分別對這兩種猛禽進行了全基因組測序及分析。
研究結(jié)果
分析表明游隼和獵隼約在 210 萬年前共享一個祖先，經(jīng)與雞、斑胸草雀基因組比較后，發(fā)現(xiàn)游隼和獵隼基因組中大片段重復相對較少，還不到基因組的 1%；轉(zhuǎn)座子組成與斑胸草雀最為相似。此外，在雞和斑胸草雀中存在的嗅覺受體 γ-c 簇基因擴張，在游隼和獵隼并不存在，研究人員認為這有可能與游隼和獵隼依賴于視覺定位獵物有關(guān)。一般所有的鳥類基因組中都存在基因損失，但游隼和獵隼的基因丟失要比基因獲得嚴重很多。
圖1. 5 種鳥的比較基因組分析
(a )單拷貝直系同源基因的 4 倍兼并位點構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
(b) 韋恩圖展示 5 個物種共有和特有基因家族。紅色：游隼；粉色：獵隼；淺藍色：雞；橙色：火雞；綠色：斑胸草雀。
(c) 5 個物種嗅覺受體基因氨基酸序列構(gòu)建 NJ 樹。
參考文獻
[1]. Xiangjiang, Zhan. et al. Peregrine and saker falcon genome sequences provide insights into evolution of a predatory lifestyle. Nature Genetics 45,563–566, doi:10.1038/ng.2588 (2013).
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