真菌基因組 de novo 測序
真菌基因體 de novo 測序是在無參考基因體的情況下,對真菌基因體進行組裝,並依據組裝的高品質基因體進行註釋、展開下游分析的產品。結合三代測序的較長讀長優勢與二代測序的高通量特性,為組裝高品質真菌基因體提供可靠保障。隨著研究發展,圍繞真菌基因體展開精細化研究已成為必然趨勢,透過測序完成真菌基因體精細圖,為推動後續研究提供基因體基礎。此方法是透過基因體測序與組裝取得真菌全基因體序列,並對其結構與功能進行研究。

原理介紹
真菌基因體 de novo 測序的核心是技術互補+真菌特異性組裝。真菌基因體通常較大且複雜,傳統技術無法滿足大資料量需求,目前採用短讀長、長讀長測序聯合組裝的策略可實現真菌高級組裝,部分專案可組裝至接近完成圖層級,為真菌研究提供強力支撐,可用於預測真菌的重要基因與蛋白以了解其功能與可能機制。實作流程為樣品與 DNA 製備、多平台文庫建構與測序、基因體組裝、品質驗證、功能註釋。
文獻案例
《Fungal Diversity》發表題為「Deciphering the evolutionary and taxonomic complexity of Diaporthales (Sordariomycetes, Ascomycota) through integrated phylogenomic and divergence time estimation」的研究論文,對 113 株間座殼目真菌(含病原菌、內生菌、腐生菌)進行基因體 de novo 測序,結合形態學與分子資料,修訂分類框架,發現 55 個新種,揭示該目 1.815 億年的演化歷程,闡明子囊菌門中重要類群—間座殼目(Diaporthales)真菌的演化多樣性與分類複雜性。間座殼目全球分布廣泛,作為內生真菌、病原菌與腐生菌存在於多種生態環境的若干植物類群。本研究團隊歷經八年,先後從山東、安徽、福建、廣東、海南、江蘇、遼寧、雲南等省及廣西的區域,於多個國家級自然保護區與國家級森林公園採集上萬份研究標本,收集並分離 800 餘株間座殼目真菌,結合形態學、生態學、多基因系統發育、基因體系統發育、分子時鐘推測及代謝路徑註釋等多種方法,深入探討該目真菌的系統發育演化歷程、分化時段及代謝分子特徵。
交付內容
組裝結果
核心組裝檔、核基因體序列、粒線體基因體序列;組裝品質報告、核基因體、粒線體基因體。
視覺化結果
核基因體 scaffold 長度分布圖、粒線體基因體環狀圖(標註基因位置)。
註釋資訊
基因結構註釋、功能註釋、非編碼 RNA 註釋。
分析報告
基礎分析模組、樣品品質評估、組裝驗證;進階分析模組、比較基因體分析、系統發育分析、次級代謝基因簇預測、報告說明。
常見問題
選取無性生殖階段、營養體的菌絲,避免在生成高等複雜結構的時期萃取樣品。若實驗條件允許,最好挑取單個孢子培養萌發大量菌絲,再利用這些由同一孢子萌發的菌絲進行樣品製備。
真菌基因體存在大量重複序列與次級代謝基因簇,短讀長(<300 bp)無法跨越這些區域,易導致組裝碎片化;長讀長的優勢在於直接跨越重複區域,Nanopore 的 100 kb+ 讀長可覆蓋真菌的重複序列,實現無缺口 scaffold 組裝;無須 PCR 擴增:避免短讀長 PCR 擴增帶來的偏倚,更準確捕獲高 GC 含量的次級代謝基因;同時取得表觀修飾:Nanopore 可同步偵測 DNA 甲基化,為真菌基因表達調控研究提供額外資訊。
初級組裝主要是對真菌的基因體大小、GC 含量高低、重複序列多寡、雜合度大小以及是否受污染(受污染的話是何種污染)進行評估與摸底;初級組裝文庫為小片段文庫,資料量為 50X,交付指標只有資料量承諾,無組裝結果指標;高級組裝採用短讀長、長讀長聯合組裝策略,建構短讀長小片段文庫與長讀長大片段文庫。
