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動植物線粒體/葉綠體測序(隨機(jī)測序)服務(wù)說明

動植物線粒體/葉綠體測序（隨機(jī)測序）
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技術(shù)簡介：
        線粒體是細(xì)胞中制造能量的細(xì)胞器，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，因此線粒體與葉綠體都是細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的場所，兩者均為半自主性細(xì)胞器，均具有自身的遺傳物質(zhì)和遺傳體系。線粒體DNA（mtDNA）因獨(dú)有的母系遺傳模式和較高的突變頻率， 已被廣泛用于生物進(jìn)化，群體結(jié)構(gòu)，疾病診斷，法醫(yī)等方面的研究。而葉綠體DNA（cpDNA）在揭示物種起源、生物進(jìn)化及不同物種之間的親緣關(guān)系等方面也具有很重要的作用。二代測序可以簡便快速、高通量獲得線粒體/葉綠體DNA 序列信息，因此動植物線粒體/葉綠體測序在進(jìn)化生物學(xué)研究，疾病診斷和法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都具有十分重要的應(yīng)用價值。
 
技術(shù)優(yōu)勢
  •         實驗方案靈活：客戶根據(jù)不同需求，采取合適的測序方案
  •         實驗體系嚴(yán)格：從DNA抽提和質(zhì)檢，到文庫構(gòu)建和上機(jī)測序有嚴(yán)格的實驗流程，從而保證了數(shù)據(jù)的高精準(zhǔn)度
  •         分析團(tuán)隊強(qiáng)大：擁有強(qiáng)大的生物信息團(tuán)隊，除提供標(biāo)準(zhǔn)生物信息服務(wù)外，還提供個性化的生物信息服務(wù)
  •         團(tuán)隊經(jīng)驗豐富：已經(jīng)完成多種物種的線粒體/葉綠體隨即測序，發(fā)表了多篇文章
 
 
應(yīng)用領(lǐng)域
  •         質(zhì)體基因組環(huán)化
  •         系統(tǒng)進(jìn)化分析
 
 
 
技術(shù)參數(shù)與實驗流程
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技術(shù)參數(shù)
測序方案 樣本要求 測序方式 數(shù)據(jù)要求
對Total DNA樣品進(jìn)行測序
 
  • 類型：無降解，無污染的DNA
  • 總量：>1μg
  • 濃度：>50ng/μL；
  • 純度：OD260/280=1.7-2.0
  • Hiseq 2×150
  • Q30>80%
  • 2Graw data
 
 
 
 
 
實驗流程
  1. A.    隨機(jī)測序建庫測序流程

  2. B.    隨機(jī)測序數(shù)據(jù)分析流程

 
經(jīng)典案例解讀
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案例1:中國地方性蝗蟲牯嶺腹露蝗的線粒體全基因組測序

背景： 昆蟲線粒體DNA（mtDNA）是一個典型環(huán)型分子，大小在14-18Kb，編碼37個基因。最近，高通量測序已成為一種獲得線粒體DNA的新方法，這種快速高效的技術(shù)不僅有利于線粒體基因組的系統(tǒng)構(gòu)建，也推動了關(guān)于大量物種線粒體基因組文章的發(fā)表。牯嶺腹露蝗是最常見的，并廣泛分布在中國的一種地方性蝗蟲，它能夠?qū)χ袊矫珯魏陀衩自斐蓢?yán)重破壞，當(dāng)這兩種植物不足時，它也會危害高粱、小麥和大米。牯嶺腹露蝗的線粒體部分基因序列已被報到，但完整的線粒體基因組序列仍然沒有被公布。

方法： 研究人員利用高通量測序技術(shù)分析牯嶺腹露蝗完整的線粒體基因組序列， 這將有助于蝗科昆蟲完整線粒體基因組數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。

結(jié)果： 通過高通量測序得到19,893,972 raw reads，經(jīng)過校正后的19,876,930 cleaned reads用于序列組裝。使用北極翹尾蝗作為初始參考進(jìn)行牯嶺腹露蝗線粒體基因組的構(gòu)建。結(jié)果發(fā)現(xiàn)牯嶺腹露蝗線粒體基因組大小為15,655bp。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其核苷酸組成是不對稱的(A: 42.8%, C: 14.2%, G: 10.5% and T:32.6%)，整個基因組的A+T含量為75.4%。序列編碼37個典型基因（13個蛋白質(zhì)編碼基因，22個tRNA基因和2個rRNA基因）以及A+T富集區(qū)。有11,193bp在PCG區(qū)域，1472bp在tRNA，1314bp在大rRNA，851bp在小rRNA，777bp在 A+T富集區(qū)域。所有蛋白質(zhì)編碼基因以ATN作為起始密碼子，同時他們中的大多數(shù)也以TAA作為終止密碼子，但有兩個例外情況使用TAG作為終止密碼子（COX1和ND1）。22個tRNAs大小在64-71bp。A+T富集區(qū)域位于小rRNA和tRNA-Ile之間，這個區(qū)域的GC含量為13.8%。通過把測序數(shù)據(jù)中的COX1序列與先前報道的牯嶺腹露蝗COX1序列進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)兩者有98.8%相似度，這表明測序得到的數(shù)據(jù)可以代表牯嶺腹露蝗的線粒體基因組序列。

參考文獻(xiàn)：Yang R, Guan L, Xu SQ. Complete mitochondrial genome of the Chinese endemic grasshopper Fruhstorferiolakulinga (Orthoptera: Acrididae: Podismini) [J]. Mitochondrial DNA. 2015, 29:1-2.
 
 
表一：牯嶺腹露蝗線粒體全基因組注釋。
 
案例2：常綠植物樹參的葉綠體全基因組測序

背景：樹參是五加科常綠喬木或灌木物種，分布在中國，柬埔寨，老撾，泰國和越南。樹參因具有重要的藥用價值而廣泛地受到人們的關(guān)注。葉綠體因基因組小,編碼區(qū)及非編碼區(qū)進(jìn)化速率的差異而越來越多地被用于系統(tǒng)發(fā)育研究；而且,利用葉綠體基因工程來改良作物的產(chǎn)量及重要化合物的含量具有重要意義。

方法：研究人員從鮮葉中提取總DNA，構(gòu)建測序文庫，利用高通量測序技術(shù)分析樹參的葉綠體基因組序列。

結(jié)果：測序分析得到得到22.35M的原始數(shù)據(jù)，將校正后的22.34 M數(shù)據(jù)使用西伯利亞人參刺五加作為初始參考進(jìn)行了葉綠體基因組的構(gòu)建。發(fā)現(xiàn)環(huán)形基因組的大小是156,687 bp，包含一對反向重復(fù)序列（IR）（每個25880 bp），一個大的單拷貝（LSC）區(qū)域（86680 bp）和一個小的單拷貝（SSC）區(qū)域（18247 bp）。葉綠體基因組包含134個基因，其中89個蛋白質(zhì)編碼基因(81個PCG 類型)，8個核糖體RNA基因(4個rRNA類型)，和37個轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 基因(30個tRNA類型)。在這些基因中， 16個有一個內(nèi)含子， 2個有一對內(nèi)含子。絕大多數(shù)基因類型有一個拷貝，而同時19個基因類型有兩個拷貝，所有這19個基因類型都位于反向重復(fù)序列（IR）區(qū)域內(nèi)。 總的來說，核苷酸組成是非對稱的(30.7% A, 19.3% C, 18.7% G, 31.3% T)，整個基因組的A+T含量為62%， LSC，SSC和IR區(qū)域的A+T含量分別為63.8%, 68.0% and 56.9%。

參考文獻(xiàn)：Wang L, Du XJ, Li XF. The complete chloroplast genome sequence of the evergreen plant Dendropanaxdentiger (Araliaceae) [J]. Mitochondrial DNA,2015, 14:1-2.
 
圖一：樹參葉綠體基因組的基因圖譜。
 
 
客戶發(fā)表文獻(xiàn)
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  1. 1. Zhu W, You P. Complete mitochondrial genome of Camptochilusaurea (Lepidoptera: Thyrididae). Mitochondrial DNA. 2015, 5:1-2.
  2. 2. Yang J, Liu Y, Liu N. The complete mitochondrial genome of the Xenocatantopsbrachycerus (Orthoptera: Catantopidae). Mitochondrial DNA. 2015, 5:1-2.
  3. 3. Liu T, You P. The complete mitochondrial genome of Triplophysa sp. (Teleostei: Cypriniformes: Balitoridae). Mitochondrial DNA. 2015, 5:1-2.
  4. 4. Chang Z, Shen QQ. The complete mitochondrial genome of the navel orangewormAmyeloistransitella (Insecta: Lepidoptera: Pyralidae). Mitochondrial DNA. 2015, 5:1-2.
  5. 5. Teng XX, Xie ZH, Zhang Y. The complete mitochondrial genome of the common buckeye Junoniacoenia (Insecta: Lepidoptera: Nymphalidae). Mitochondrial DNA. 2015, 14:1-2.
  6. 6. Peng XY, Duan XY, Qiang Y. Characterization of the complete mitochondrial genome of the Scarlet Tiger moth Callimorphadominula (Insecta: Lepidoptera: Arctiidae). Mitochondrial DNA. 2015, 2:1-2.
  7. 7. Li H, Guo Q, Zheng W. The complete chloroplast genome of Cupressus gigantea, an endemic conifer species to Qinghai-Tibetan Plateau. Mitochondrial DNA. 2015, 10:1-2.
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  10. 10. Han L, Chen C, Wang B, Wang ZZ. The complete chloroplast genome sequence of medicinal plant Pinelliaternata. Mitochondrial DNA. 2015, 8:1-2.
  11. 11. Wang B, Han L, Chen C, Wang Z. The complete chloroplast genome sequence of Dieffenbachia seguine (Araceae). Mitochondrial DNA. 2015, 8:1-2.
  12. 12. Li J, Chen C, Wang ZZ. The complete chloroplast genome of the Dendrobium strongylanthum (Orchidaceae: Epidendroideae). Mitochondrial DNA. 2015, 8:1-2.
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  20. 20. Yang S, Li X, Cai LG, Qian ZQ. Characterization of the complete mitochondrial genome of Formica selysi (Insecta: Hymenoptera: Formicidae: Formicinae). Mitochondrial DNA. 2015,  23:1-3.
  21. 21. Yang R, Guan L, Xu SQ. Complete mitochondrial genome of the Chinese endemic grasshopper Fruhstorferiolakulinga (Orthoptera: Acrididae: Podismini). Mitochondrial DNA. 2015, 29:1-2.
  22. 22. Guan L, Xu SQ. The complete mitogenome of the Asiatic Salamander Batrachuperustibetanus (Amphibia: Caudata: Hynobiidae). Mitochondrial DNA. 2015, 28:1-2.
  23. 23. Peng XY, Zhou P, Qiang Y, Qian ZQ. Characterization of the complete mitochondrial genome of Bombyxhuttoni (Lepidoptera: Bombycidae). Mitochondrial DNA. 2015, 28:1-2.
 
 
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