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基因組測序 de novo基因組測序 細菌基因組測序

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隨著高通量測序技術和生物信息學的快速發展,細菌全基因組de?novo測序已然成為一種探究細菌生物學問題的高性價比方法。通過全基因組測序,可以獲知待測菌株的基因及相關調控信息,為研究該菌株特有的生物學特征(致病機制,共生機制,獨有的代謝機制)提供分子生物學基礎;通過比較基因組分析,為研究菌株種內及種間的功能差異、進化關系提供理論指導。

目前,細菌基因組測序已經廣泛應用于細菌流行病學、疫苗開發、微生物進化等多個領域。此外,細菌全基因組de?novo測序為該物種后續基因組數據的挖掘以及重要基因的功能分析構建一個全面的研究平臺。

細菌基因組掃描圖:構建Illumina?PE400bp)文庫,利用Illumina?Hiseq平臺測序,de?novo組裝獲得基因組掃描圖并進行生物信息分析;?

細菌基因組完成圖:構建PacBio?RS?II~10K)文庫Illumina?PE400bp)文庫,利用Pacbio?RS?II平臺Illumina?Hiseq平臺測序,de?novo組裝獲得基因組完成圖并進行生物信息分析


美吉優勢

??? 擁有交互式細菌基因組分析平臺,分析內容全面,數據交付快速,性價比更高

??? 擁有標準化操作實驗室和高通量測序技術平臺,實驗周期短,保證高質量的數據;?

??? 擁有多種測序平臺和強大的計算機資源,提供最佳的測序解決方案和快速的數據分析平臺;?

??? 擁有專業的分析團隊,全面的分析內容,提供全面和高質量的基因組解析結果。


實驗流程

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生信分析



技術參數

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1.承諾指標

細菌掃描圖:基因組覆蓋度大于95%,基因區覆蓋度大于98%;單堿基平均錯誤率低于十萬分之一;

細菌完成圖:0?GAP1?contig;單堿基平均錯誤率低于十萬分之一

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2.項目周期(從質檢合格到標準分析結束)

細菌掃描圖:15-20自然日

細菌完成圖:45-55自然日

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3.送樣要求

1)樣品類型:DNA/菌體;

2菌體樣品需求量:

掃描圖菌體樣本:菌體不宜培養時間過長,以對數生長中期細胞最佳。收集至少3OD·mL的菌液對應的菌體沉淀(例:OD600=2,則需要取1.5mL菌液離心收集菌體;OD600=0.5,則需收取6mL菌液離心收集菌體);

完成圖菌體樣本:菌體不宜培養時間過長,以對數生長中期細胞最佳。收集至少50OD·mL的菌液對應的菌體沉淀(例:OD600=2,則需要取25mL菌液離心收集菌體;OD600=0.5,則需收取100mL菌液離心收集菌體);

將裝有菌體沉淀的離心管在干冰/冰袋條件下寄送,或是暫時存放于-80℃后再干冰/冰袋寄送。另送1-2份樣品備份

3DNA樣品需求量:

掃描圖基因組DNA:雙鏈DNA總量1μg濃度20ng/μLOD260/280=1.8-2.0OD260/230=1.8-2.2DNA的主峰帶明顯且在2kb以上,無明顯RNA污染

完成圖基因組DNA雙鏈DNA總量≥15μg濃度≥50ng/μLOD260/280=1.8-2.0OD260/230=1.8-2.2DNA的主峰帶明顯且在15kb以上無明顯降解無明顯RNA污染

為了避免DNA樣品的降解,寄送過程中務必保證足夠的干冰/冰袋,避免樣品反復凍融,送樣時注明溶劑組分

注:老師在拿到DNA膠圖后,如不確定樣品是否合格,可在送樣之前先將膠圖發送到[email protected],由技術人員評估確認后再進行樣品寄送;病原微生物只接受DNA樣本。


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文獻案例:基因組水平的結構變異調控希瓦氏菌對低溫環境的適應性[1]


促進植物生長的根際細菌(PGPRs)被廣泛用作生物肥料和生物防治劑。在本文中,研究人員分離了兩株紫色非硫光養細菌:有促生長作用的菌株PS3和無促生長作用的菌株YSC3。為了闡明R.?palustris?PS3對植物產生有益作用的潛在作用機制,研究人員對兩株菌進行全基因組測序并與代表物種R.?palustris?CGA009進行了比較基因組分析。結果發現經根滲出液處理后,PS3的生長速度、生物膜的形成量及趨化性相關基因的相對表達水平均顯著高于YSC3。表明PS3對植物宿主有更好的響應,這可能有助于PS3與植物宿主的相互作用。




圖一:Rhodopseudomonas?palustris?PS3aYSC3b)的基因組圖譜



圖二:(a)基因看家基因recA,rpoB,dnaK的進化樹;(b)基因看家基因puf的進化樹;?(c)?R.palustris?PS3YSC3的基因組比對;(d)?R.palustris?PS3CGA009的基因組比對

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文獻案例二:Geobacillus?thermoglucosidasius?W-2中硝基烷烴降解酶的發現[2]


研究人員從華北某深層油田中分離到一株可以降解有機硫以及硝基烷烴的嗜熱菌Geobacillus?thermoglucosidasius,該菌可以在好氧及厭氧條件下高效降解環境污染物——硝基烷烴類化合物。接著,通過基因組測序及注釋,找到了3個候選的硝基烷烴氧化酶基因(NMO)。最后,將這3個基因分別克隆到大腸桿菌BL21進行蛋白表達純化,發現這3種酶都具有很強的溫度、pH、壓力適應性,且其中一個酶Gt2929能夠非常高效地降解多種硝基烷烴類化合物,具有非常大的工業及環境治理的應用潛力。




圖一:基于NMOs氨基酸的進化分析

圖二:基于NMOs氨基酸序列的多重比對

圖三:Geobacillus?thermoglucosidasius?W-2基因組圈圖

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參考文獻:

[1]Kai-Jiun?L?,?Shih-Shun?L?,?Chia-Wei?L?,?et?al.?Whole-genome?sequencing?and?comparative?analysis?of?two?plant-associated?strains?of?Rhodopseudomonas?palustris?(PS3?and?YSC3)[J].?Scientific?Reports,?2018,?8(1):12769-.

[2]Sun?L,?Huang?D,?Zhu?L,?et?al.?Novel?thermostable?enzymes?from?Geobacillus?thermoglucosidasius?W-2?for?high-efficient?nitroalkane?removal?under?aerobic?and?anaerobic?conditions[J].?Bioresource?technology,?2019,?278:?73-81.

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