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Illumina MiSeq


動(dòng)植物基因組重測序技術(shù)介紹
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技術(shù)簡介:
       
全基因組重測序就是對基因組序列已知的物種或個(gè)體進(jìn)行基因組測序,從而對群體或者個(gè)體在全基因組水平進(jìn)行差異性分析,通過與參考基因組進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)大量的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異,例如單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(SNP),插入缺失(InDel),拷貝數(shù)變異(CNV),結(jié)構(gòu)變異(SV)。因此動(dòng)植物基因組重測序在群體進(jìn)化,功能基因鑒定,分子標(biāo)記開發(fā),動(dòng)植物育種,疾病研究等方面具有非常重要的指導(dǎo)意義。

應(yīng)用領(lǐng)域:

  •         •  動(dòng)植物群體進(jìn)化
  •         •  功能基因鑒定
  •         •  分子標(biāo)記開發(fā)
  •         •  動(dòng)植物育種
 
技術(shù)優(yōu)勢:

  •         •  在全基因組水平進(jìn)行差異性分析,可以發(fā)現(xiàn)量的SNP,InDel,CNV,SV
  •         •  可以通過發(fā)現(xiàn)的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異快速進(jìn)行群體進(jìn)化,功能基因鑒
  •             定等方面研究
  •         •  不存在序列偏好性,具有均一的測序深度
  •         •  基因組覆蓋度大于95%,Q30>80%,因此覆蓋率高,數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)異
技術(shù)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)流程
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技術(shù)參數(shù)
樣本要求 測序策略 數(shù)據(jù)要求
  • 樣品類型: DNA
  • 樣品需求量:總量>4μg;濃度≥50ng/μL
  • 樣品質(zhì)量:260/280介于1.7-2.0之間
樣本無明顯降解
Hiseq 2×150
  • Q30>80%
  • 基因組30×測序深度
基因組覆蓋度大于95%

 

A.    建庫測序流程


B.     數(shù)據(jù)分析流程

標(biāo)準(zhǔn)分析內(nèi)容包括

 

  1.         1)  原始數(shù)據(jù)fastqc質(zhì)控
  2.         2)  參考基因組比對
  3.         3)  序列統(tǒng)計(jì)
  4.         4)  SNV Calling
  5.         5)  SNV功能注釋、數(shù)據(jù)庫注釋
  6.         6)   SNV Calling可靠性篩選
  7.         7)  Mutation分析
  8.         8)  高頻SNP進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析
  9.         9)  全基因組CNV分析
  10.         10)  全基因組SV結(jié)構(gòu)變異分析
 

 
經(jīng)典文章解讀
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案例:棗椰樹的全基因組測序可以對其多樣化產(chǎn)生新的見解

背景:棗椰樹(Phoenixdactylifera L.)是中東和北非重要的多年生作物,主要生長在炎熱,干旱的棲息地,包括沙漠綠洲,河流灌溉的農(nóng)場或種植園。其果實(shí)可食用,因此是中東和北非干旱地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物。但是關(guān)于棗椰樹的起源進(jìn)化,仍然不清楚。

方法:來自紐約大學(xué)阿布扎比分校的研究人員使用Illumina平臺(HiSeq 2500,2 × 100bp)對來自12個(gè)國家的62個(gè)棗椰樹品種(其中17個(gè)樣本來自北非,36個(gè)來自中東;9個(gè)原產(chǎn)于南亞)進(jìn)行全基因組重測序(平均測序深度:20.8 ×)。

結(jié)果:在62個(gè)棗椰樹品種之間發(fā)現(xiàn)了700萬多個(gè)單核苷酸多態(tài)性。群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)在北非和中東/南亞棗椰樹品種之間存在一個(gè)明顯的的遺傳分化,推測棗椰樹最初是在中東地區(qū)種植,后來傳播到北非。文章還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)轉(zhuǎn)座子插入突變可引起棗椰樹果實(shí)顏色的變化,而與棗椰樹親緣關(guān)系很遠(yuǎn)的油棕櫚樹也同樣具有這個(gè)突變,并且這兩種植物在大約6000萬年前分開進(jìn)化?! ?br />
參考文獻(xiàn):Hazzouri, K.M., et al., Whole genome re-sequencing of date palms yields insights into diversification of a fruit tree crop. 2015. 6: p. 8824.

 

 
圖一:62個(gè)棗椰樹品種單核苷酸多態(tài)性分析
(動(dòng)植物重測序.pdf第二頁  figure 1)
圖二:棗椰樹群體結(jié)構(gòu)分析。(A)主成分PCA分析。(B)Neighbour-joining tree(c)群體分層
(動(dòng)植物重測序.pdf第三頁  figure2)
圖三:棗椰樹基因組中近親繁殖的證據(jù)
(動(dòng)植物重測序.pdf第四頁  figure3)
 
 

     
     
  






動(dòng)植物基因組重測序技術(shù)介紹
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技術(shù)簡介
        全基因組重測序就是對基因組序列已知的物種或個(gè)體進(jìn)行基因組測序,從而對群體或者個(gè)體在全基因組水平進(jìn)行差異性分析,通過與參考基因組進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)大量的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異,例如單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(SNP),插入缺失(InDel),拷貝數(shù)變異(CNV),結(jié)構(gòu)變異(SV)。因此動(dòng)植物基因組重測序在群體進(jìn)化,功能基因鑒定,分子標(biāo)記開發(fā),動(dòng)植物育種,疾病研究等方面具有非常重要的指導(dǎo)意義。

應(yīng)用領(lǐng)域
  •         •  動(dòng)植物群體進(jìn)化
  •         •  功能基因鑒定
  •         •  分子標(biāo)記開發(fā)
  •         •  動(dòng)植物育種
 
技術(shù)優(yōu)勢

  •         •  在全基因組水平進(jìn)行差異性分析,可以發(fā)現(xiàn)量的SNP,InDel,CNV,SV
  •         •  可以通過發(fā)現(xiàn)的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異快速進(jìn)行群體進(jìn)化,功能基因鑒定等方面研究
  •         •  不存在序列偏好性,具有均一的測序深度
  •         •  基因組覆蓋度大于95%,Q30>80%,因此覆蓋率高,數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)異
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