【植物基因组学】了解你的洋葱

From: Yujie OxfordNanopore 2019-12-12

文章发于2018年8月6日

导读

荷兰瓦格宁根大学与研究中心（Wageningen University and Research）的Richard Finkers带领研究小组首先使用台式测序仪GridION生成的长读长数据来改进多毛番茄（Solanum habrochaites）的基因组装。

关键词：植物基因组，GridION，长读长，16Gb，洋葱

地球上已知的植物物种有30万种，其中500种是耕作物种，而仅仅20种就覆盖了90%的农田。植物基因组大小不等，范围可以从小至100Mb到大至152Gb的衣笠草（Paris japonica）。这意味着植物中存在着相当多样化的基因组，因而从中开发的参考基因组序列也在重复和倍性方面具有广泛的大小和复杂性。例如，基因组有从二倍体、四倍体、六倍体到十倍体的各种不同倍性。植物基因组也可能重复性非常高，例如玉米基因组有超过50%是重复元件。

在人类基因组中的研究已经证明，长读技术可以跨越并解决以前无法组装的复杂序列。荷兰瓦格宁根大学与研究中心（Wageningen University and Research）的Richard Finkers提出了这样一个问题：我们能利用长读长轻松改进现有组装，从而解决植物物种谜题吗？我们有没有可能在500种驯化的植物物种中，开发完整的标准参考基因组？

在London Calling 2018大会上，他分享了正在进行中的16Gb洋葱基因组组装的一些前期数据。

Richard带领研究小组首先使用台式测序仪GridION生成的长读长数据来改进多毛番茄（Solanum habrochaites）的基因组装。他们在一个测序芯片上生成了4.8Gb的数据（5x覆盖度）。即使是对一个陈旧的（有轻度降解的）样本进行测序，也能够生成可使组装中contig数量减少20%的读长。这个结果也为使用低覆盖度纳米孔测序可以改进现有植物基因组的组装提供了信心。他们发现，纳米孔长读长能够填补现有scaffolds中的空缺，并能轻松跨越高度重复区域。

研究小组正在尝试利用纳米孔读长来改进高度重复的16Gb洋葱（Allium cepa）基因组的组装。以前的洋葱基因组组装为90K scaffold。利用纳米孔测序，Richard的实验室生成了62Gb的数据（覆盖度3.5x），其中19Gb为50kb以上的读长（1x）。利用快速建库测序试剂盒LSK108和预发布的LSK109测序试剂盒显示，使用LSK109试剂盒在GridION测序，长读长的比例和Q值均有提高。目前组装和分析工作仍在进行中。

文献来源：

Richard Finkers. 视频演讲：

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https://londoncallingconf.co.uk/lc18/whats-on?field_talk_value=breakout#modal=Knowyouronion-theimpactoflongreadsonlargegenomes

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