疫情防控利器——希望组全长新型冠状病毒(2019-nCoV)试剂盒研制成功,实时监控病毒演化与变异即将成为现实

3. 开发基于全长基因组的病毒演化和变异检测技术

我们和华为5G和华为云团队一起完成了实时机动的测序数据的上云传输和计算实验,能够确保在没有固定IT基础设施的临时区域或缺少有线网络和本地计算资源的地点能够通过无线网络进行病原体的检测和分析。

3. 开发基于全长基因组的病毒演化和变异检测技术

我们和华为5G和华为云团队一起完成了实时机动的测序数据的上云传输和计算实验,能够确保在没有固定IT基础设施的临时区域或缺少有线网络和本地计算资源的地点能够通过无线网络进行病原体的检测和分析。





蕨类在地球上已经存在了3.35亿年,是现存最古老的植物之一。远在恐龙出现和大陆漂移之前,它们便占据着原始大陆的沼泽森林,通过羽状叶片储存大量太阳能。蕨类死亡后的遗骸被埋葬在泥泞的沼泽沉积物中,经过千万年压缩转化成当代工业革命的能量——煤。

蕨类具有重要系统发育地位,尽管蕨类的基因组数据量仍然有限,但现有数据强烈表明,它们的基因组动力学与所有其他陆地植物截然不同。蕨类基因组的典型特征是染色体数目多,这被认为是通过多倍体的多个全基因组复制(WGD)周期产生的。然而,与被子植物多倍体相比,蕨类的多倍体后二倍体化过程通常涉及基因沉默而不是DNA消除,从而导致染色体数目异常增多,同时保持二倍体基因的表达[1]。蕨类染色体的平均数目(n = 63.5)[2]是被子植物平均数目的三倍多(n = 21.55)[3]。而蕨类基因组大小平均为12Gb[3],最大甚至达到148Gb[4,5]
蕨类基因组研究现状




表2 NextDenovo的组装案例

2019年11月1日,北京市农林科学院许勇团队、中国农科院郑州果树所刘文革团队、美国康奈尔大学Boyce Thompson研究所费章君团队和中国农科院深圳基因组所黄三文团队等合作在国际学术期刊Nature Genetics在线发表了题为Resequencing of 414 cultivated and wild watermelon accessions identifies selection for fruit quality traits的研究成果。该研究利用三代测序技术完成了西瓜品种“97103”新的基因组精细图谱绘制,结合414份西瓜二代重测序数据,利用群体基因组分析及全基因组关联分析对西瓜的进化、驯化历史进行了解析。武汉未来组承担了该研究中的PacBio基因组测序、HiC测序、Bionano测序以及PacBio全长转录组测序工作。

西瓜(Citrullus lanatus, 2n=2x=22)是全世界最普遍的水果之一。它起源于非洲,隶属于葫芦科西瓜属,其驯化历史已超过4000年[1]。在漫长的驯化过程中,自然选择和人类选择是如何导致西瓜的表型发生显著性改变,目前还未完全清楚。




群体遗传学研究的一个重要手段是利用高通量测序技术提供的DNA序列变异信息来推测作用于基因组的各种力量(突变,自然选择,群体结构,杂交等)是如何影响生物演化进程的。目前进行DNA序列变异分析的主要策略包括:基于比对(Alignment)检测和基于组装(De novo)的方法。基于序列比对的群体重测序凭借其高性价比,是动植物分子育种、群体进化研究中最为迅速有效的方法之一。但是随着测序成本的降低以及群体研究的深入,基于组装的群体基因组De novo越来越多的应用于群体遗传学研究,尤其是在解决物种进化的重大问题上表现抢眼。

图1 基因组结构和基因渗入形成了蝴蝶多样性
袖蝶属是由至少40个蝴蝶品种组成的多样化属,它们以其多彩且极为独特的翅翼图案而闻名。由于这种多样性,该物种一直被用于研究物种之间的基因渗入。然而,由于难以区分基因混合,杂交在袖蝶属适应性辐射中的作用仍然受到质疑。本研究构建了20个新的袖蝶属蝴蝶从头组装基因组,并使用一种新方法确认通过杂交引入的基因变异,结果表明基因组结构和基因渗入形成了蝴蝶多样性,物种间偶尔的基因渗入和重组可能会对基因组产生重大的长期影响,并为物种的快速适应性分化和辐射提供必要的基因物质。
图2 大规模的反刍动物基因组测序为研究反刍动物的进化和特性提供了新的思路基于三代测序的群体基因组De novo研究也如火如荼,美国约翰霍普金斯大学、冷泉港实验室和其他机构的研究人员使用Oxford Nanopore长读长技术的高通量PromethION测序平台,在100天内对100个番茄品种完成测序。研究者结合使用长读长技术、计算生物学和功能研究来发掘和鉴定番茄的结构变异,以便在未来进行从自然变异和驯化到作物改良的一系列研究。该团队同时采用了比对检测和从头组装两种策略进行结构变异分析,2019年5月7日,Nature Plants杂志在线发表了该研究的部分成果[3]。以上案例表明随着群体遗传学研究的深入,基于群体基因组De novo的群体基因组学研究是大势所趋,希望组科技服务隆重推出群体基因组De novo服务:
希望组3大实力保证交付质量与周期:
测序产能——ONT P48 产能怪兽





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