农作物重要品种全基因组de novo测序

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[ 3 ] Qi XP, Li M, et al. Identification of a novel salt tolerance gene in wild soybean by whole-genome sequencing. Nature Communica－ tions, 2014(5).
技术服务
另一方面，性状相关基因处于基因组快速进化区域，变异极大，传统测序手段难以鉴定。 目前，de novo测序在有参品种重要性状探究方面的应用愈发广泛， 相关研究结果常见于国际顶级杂志上。
品种
栽培大豆 7种野生大豆 野生耐盐大豆 雷德氏棉 亚洲棉 陆地棉 栽培番茄 抗病番茄 栽培土豆 耐寒土豆
发表杂志（年份）
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案例分享
1. 丹娜葡萄全基因组测序揭示高丹宁含量性状的 分子机制
丹娜葡萄被认为是丹宁含量最高的葡萄品种之一，由于富 含丹宁等抗氧化分子，被认为有延缓衰老的作用。通过对 其基因组测序，研究人员发现与丹宁合成有关的关键酶， 几乎都能找到新的基因。很显然，只依赖已有的参考基因 组，完全无法了解丹娜葡萄高丹宁含量这一性状的遗传基 础，而全基因组 de novo 测序则完美回答了该问题。
性状解析方案设计
通过对重要品种高深度(>100X)测序，并进行基因组组装注释： 找到传统测序无法鉴定的高度变异位点，找到更多更准确的SNP位点；找到参考基因组中
所不存在的基因——品种特有基因。
所研究品种
小片段文库 大片段文库
HiSeq测序 (>100X)
基因组 组装 注释
已发表品种 基因组序列
所研究品种 基因组序列
物种
水稻 葡萄 猪
品种
栽培水稻（粳稻） 栽培水稻（籼稻） 短花药野生稻 非洲栽培稻 五种野生稻 三种栽培稻 葡萄 丹娜葡萄 杜洛克猪 藏猪
发表杂志（年份）
Science (2002) Science (2002) Nature Communications (2013) Nature Genetics (2014) PNAS (2015) Genome Biology (2014) Nature (2007) Plant Cell (2013) Nature (2012) Nature Genetics (2013)
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重要品种
全基因组de novo 测序
挖掘特异基因 解析特有性状
物种
大豆 棉花 番茄 土豆
重要品种基因组的价值
一些物种，虽然已有参考基因组，但仍然无法找到性状关联基因。 一方面，参考基因组与研究物种差异太大；
所研究品种 基因集合
已发表品种 基因集合
全基因组 序列比对
基因家族 聚类分析
变异检测
小的插入 缺失 SNP
倒位 易位 大的插入 缺失
转录组 遗传图谱等 辅助验证
重要农艺 性状解析
基因挖掘
新基因鉴定 拷贝数扩增基因
基因丢失 正选择基因鉴定
诺禾致源的项目经验
诺禾致源在动植物全基因组测序领域一直处于领先地位， 以第一通讯作者发表基因组文章5篇（影响因子累计152.474），其中2篇为杂志封面文章。
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参考文献
[ 1 ] Li Y, Zhou G, Jiang W, et al. De novo assembly of soybean wild relatives for pan-genome analysis of diversity and agronomic traits[J]. Nature biotechnology, 2014, 32(10): 1045-1052.
近年来，诺禾通过自主研发软件与技术革新， 成功地将项目周期压缩至14个月内，费用降低一Hale Waihona Puke Baidu以上。
野生大豆泛基因组
特有基因检测 对 7 株代表性野生大豆品种进行全基因组 de novo 测序及 比较基因组分析，发现每个大豆品种中有 1,000~3,000 个品种特有的基因。
高变区变异检测 在传统测序方法中，将研究物种短 reads 比对参考基因组 无法检测到变异位点；在全基因组 de novo 方法中，将 组装后的超长序列比对参考基因组可准确识别高变区域内 的所有变异位点。
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2. 耐盐大豆耐盐基因的发现
2014 年，研究人员对一株耐盐大豆开展了全基因组 de novo 测序，并与栽培大豆基因组进行全基因组比对，通过一条跨过 长达 388 Kb 的重要功能区的 scaffold，发现了巨大的结构变 异，从而成功鉴定出耐盐基因。该基因在栽培大豆中被插入了 一个长达 3.4 Kb 的反转座子，影响了阳离子转运体功能，从 而使栽培大豆失去了耐盐能力。 传统的测序手段，采用的是短 reads 比对，因而对这类大的 结构变异检测精度差、灵敏度低、甚至难以实现检测，而全基 因组 de novo 测序则能很好的克服该问题。
[ 2 ] Da Silva C, Zamperin G, et al. The high polyphenol content of grapevine cultivar tannat berries is conferred primarily by genes that are not shared with the reference genome. Plant Cell, 2013, 25(12):4777-88.
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基因组de novo、群体进化、变异检测、 遗传图谱、转录组、 ncRNA、
人类基因组、宏基因组、16S ……
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中国最高通量基因测序中心
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项目文章
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