Richtlinien zur Einreichung von Proben
Was ist die gesamte Genomsequenzierung?
Die gesamte Genomsequenzierung (WGS) ist eine hochmoderne, Hochdurchsatztechnologie das die gesamte DNA-Sequenz eines Organismus liest – einschließlich kodierender Gene, nicht-kodierender Regionen und großflächiger struktureller Variationen. Es erfasst alles von Einzelbasisänderungen (SNVs) bis hin zu komplexen genomischen Umstellungen (SVs) und ist damit die gründlichste Methode, die in der modernen Genomforschung verfügbar ist.
WGS unterstützt zwei grundlegende Ansätze:
- De-novo-Assemblierung: Ideal für neu sequenzierte Arten ohne Referenzgenom, um komplexe Wiederholungsregionen zu entschlüsseln.
- Neuanordnung: Erkennt SNPs, Insertionen/Löschungen (InDels) und strukturelle Veränderungen basierend auf einem bekannten Referenzgenom.
Im Gegensatz zu probe-basierten Methoden bietet WGS eine unvoreingenommene, einheitliche genomweite Abdeckung – entscheidend für die Analyse nicht-kodierender Regionen, repetitiver Sequenzen und struktureller Variationen, die in gezielten Ansätzen oft unentdeckt bleiben.
CD Genomics bietet präzise WGS-Lösungen über mehrere Plattformen hinweg an, darunter Illumina, PacBio und Oxford Nanopore, um den unterschiedlichen Anforderungen von artspezifischen Studien und Forschungszielen gerecht zu werden.
Die Ganzgenomsequenzierung deckt Virulenzfaktoren, mobile genetische Elemente und potenzielle Umweltübertragungen von Bakterienstämmen in Rinderhaltungsumgebungen auf. (Rivu, Supantha, et al., 2024)
Warum Whole Genome Sequencing wählen?
WGS wird aufgrund seiner unvoreingenommenen Natur, seines umfassenden Umfangs und seiner hochauflösenden Fähigkeiten schnell zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Lebenswissenschaftsforschung. Im Gegensatz zu traditionellen gezielte Sequenzierung, Chips, und Exom-SequenzierungWGS überwindet technologische Einschränkungen und bietet tiefere und nuanciertere Datenunterstützung für wissenschaftliche Erkundungen.
- Unvoreingenommene Berichterstattung: WGS überwindet die Einschränkungen gezielter Technologien, indem es SNPs, InDels, strukturelle Variationen (SVs) und Mutationen in nicht-codierenden Regionen in einem Durchgang erfasst und sicherstellt, dass wichtige genetische Marker nicht übersehen werden.
- Vielseitigkeit in verschiedenen Forschungsbereichen: Es bietet präzise Lösungen für die Forschung über verschiedene Arten, einschließlich Pflanzen, Tieren, Mikroben und sogar antiker DNA, und geht effektiv Herausforderungen wie sich wiederholenden Sequenzen und hochpolymorphen Regionen an.
- Kosteneffektive Strategien: Mit flexiblen Abdeckungsgraden von 0,1x bis 100x ermöglicht WGS Kosteneinsparungen durch Low-Pass-Screening und erleichtert die tiefgehende Sequenzierung zur Entdeckung seltener Varianten, wobei die Daten unbegrenzt wiederverwendet werden können.
- Mehrdimensionale Datenintegration: Durch die Kombination mit Epigenetik (5mC-native Detektion) enthüllt WGS funktionale Mechanismen von Variationen und beschleunigt die Umwandlung von Sequenzdaten in biologische Erkenntnisse.
| Einschränkungen traditioneller Techniken | Kernvorteile von WGS |
|---|---|
| Kann nur bekannte SNP-Stellen erkennen. | Entdeckt neuartige seltene Varianten und stichproben-spezifische Mutationen |
| Ignoriert nicht-codierende Regionen und regulatorische Sequenzen | Bietet eine vollständige Genomabdeckung, einschließlich sowohl kodierender als auch nicht-kodierender Bereiche. |
| Die Erfassungs-effizienz hängt von der Proben-gestaltung und ungleichmäßiger Abdeckung ab. | Verwendet eine PCR-freie Bibliotheksvorbereitung, die eine Gleichmäßigkeitsschwankung innerhalb von ±5% erreicht. |
| Schwierigkeiten bei der Identifizierung von SVs und großen Segmentumstellungen | Die SV-Erkennungsgenauigkeit übersteigt 95%, ideal für die Erforschung komplexer Variationen. |
Optionen für den gesamten Genomsequenzierungsdienst
CD Genomics bietet eine Vielzahl flexibler Whole-Genome-Sequenzierungsdienstleistungen an, um unterschiedlichen Forschungszielen und Budgetanforderungen gerecht zu werden:
Standardisierte gesamte Genomsequenzierung
Hohe Abdeckung | Umfassende Variantenprofilierung | Flexibles Design
Detaillierte Parameter ↓
Whole-Genome-Re-Sequenzierungsdienst
Referenzbasierte Analyse | Erkennung von SNVs, InDels, CNVs
Erforschen Sie den Re-Sequenzierungsdienst →
Pflanzen-/Tier-Whole-Genome-de-novo-Sequenzierung
Keine Referenzgenom erforderlich | Chromosomen-große Assemblierung | Multi-Plattform-Strategie
Erforschen Sie de novo Genomsequenzierung→
De Novo Whole Genome Sequencing Dienst
Keine Referenz erforderlich | Vollständige Genomassemblierung
De Novo WGS-Service anzeigen →
Menschliches gesamtes Genom PacBio SMRT-Sequenzierung
Langzeit-Sequenzierung | Komplexe Regionen auflösen
Siehe Details zur menschlichen PacBio WGS →
Bakterielle Whole-Genome de novo Sequenzierung
Vollständige Genomassemblierung | Mikrobielle Einblicke
Erforschung der bakteriellen Genomsequenzierung
Pilz Whole-Genome de novo Sequenzierung
Hochkomplexe Genomassemblierung | Funktionelle Genomik
Erfahren Sie mehr über die Pilz-WGS →
Mikrobielle Gesamte Genomsequenzierung
Breite mikrobielle Ziele | Präzise Identifizierung
Entdecken Sie Mikrobielle WGS-Lösungen →
Oberflächliche Ganzgenomsequenzierung
Tiefpass-WGS | CNV-Analyse | Populationsstratifizierung
Erfahren Sie mehr über flaches WGS →Workflow für den Dienst zur gesamten Genomsequenzierung
Bei CD Genomics bieten wir einen nahtlosen, umfassenden Service für die gesamte Genomsequenzierung an, der darauf ausgelegt ist, konsistente, hochwertige Ergebnisse zu gewährleisten. Unser standardisierter Arbeitsablauf – von der Probenübermittlung bis zur Datenlieferung – ist darauf ausgelegt, die Reproduzierbarkeit zu unterstützen, die Forschung zu optimieren und Entdeckungen in allen Arten von genomischen Studien zu beschleunigen.
Strategien zur gesamten Genomsequenzierung
Sequenzierungsplattformen und LeseLängen:
- Illumina NovaSeq 6000 / X: Liefert 150 bp gepaarte Endlesungen mit hoher Durchsatzrate, ideal geeignet für Resequenzierung und großangelegte Probenanalysen.
- PacBio Sequel IIe: Bietet durchschnittliche hochpräzise Langlesungen im Bereich von 15–25 kb, ideal für de novo Assemblierung und die Analyse komplexer struktureller Regionen.
- Oxford Nanopore PromethION: In der Lage, Leseweiten von über 100 kb zu erreichen, geeignet für das Zusammenfügen von ultralangen Fragmenten und die Erkennung struktureller Variationen.
Optionale Strategien:
- Abdeckungsgrad: Standardtiefe (30×), Hohe Tiefe (über 60×), Niedrige Tiefe (1–5×)
- Analysemethoden: Resequenzierung, De-novo-Assemblierung, Hybride Strategien (Kombination von kurzen und langen Reads)
- Anpassung: Maßgeschneiderte Projektgestaltung und Analyseprozesse
Bibliothekskonstruktionsmethoden:
- Standard- oder PCR-freie Bibliotheken: Verbessern Sie die Gleichmäßigkeit der Abdeckung und reduzieren Sie die GC-Bias.
- Lange Fragmentbibliotheken (PacBio/ONT): Verbessern Sie die Assemblierungsqualität in komplexen oder sich wiederholenden Genomen.
Unterstützte Probenarten:
- Hochwertige genomische DNA
- Blut, kultivierte Zellen, frisches/gefrorenes Gewebe, FFPE-Proben
Für maßgeschneiderte Lösungen zur gesamten Genomsequenzierung oder bei Fragen zu Sequenzierungsstrategien kontaktieren Sie bitte unser Expertenteam, um professionelle Beratung und Unterstützung zu erhalten.
Bioinformatische Analyse der gesamten Genomsequenzierung
CD Genomics bietet umfassende und flexible Bioinformatikanalyse-Dienstleistungenvon grundlegender Datenverarbeitung bis hin zu fortgeschrittenen, maßgeschneiderten Analysen. Unsere Lösungen ermöglichen eine eingehende Untersuchung von genomischen Variationen und Funktionen.
Basisanalyse-Module:
- Rohdatenqualitätskontrolle und -filterung: Gewährleistet die Datenintegrität und -zuverlässigkeit für nachgelagerte Analysen.
- Ausrichtung an das Referenzgenom (oder De Novo-Assemblierung): Legt eine Grundlage zur Identifizierung genetischer Variationen.
- Variantenerkennung: Identifiziert SNVs, InDels, CNVs und SVs.
- Genomabdeckung und Tiefenstatistiken: Bietet Einblicke in die Vollständigkeit der Sequenzierung und die Tiefe der Analyse.
- Funktionale Annotation und Mutationsklassifikation: Kategorisiert und annotiert erkannte Varianten zur weiteren Interpretation.
Erweiterte Analysemodule (anpassbar):
- Kandidaten-Pathogene Gen- und Signalweg-Anreicherung Analyse: Hebt potenzielle Gene und Signalwege hervor, die mit der Krankheit in Verbindung stehen.
- Familialer genetischer Muster und Verknüpfungsanalyse: Untersucht erblichen Muster und genetische Verknüpfungen innerhalb von Familien.
- Populationsstruktur, SNP-Häufigkeitsverteilung und Fst-Berechnung: Untersucht genetische Vielfalt und Populationsdifferenzierung.
- Fusion-Gen-Detektion und virale Integrationsanalyse (für mikrobielle oder spezifische Bedürfnisse): Identifiziert genetische Fusionen und virale DNA-Integrationen.
- Visualisierung von struktureller Variation und Umordnung: Visualisiert komplexe genetische Strukturen und Umordnungen.
Für personalisierte bioinformatische Analysen oder spezifische Forschungsbedürfnisse wenden Sie sich bitte an unsere Experten für professionelle Beratung und Unterstützung, die auf die Anforderungen Ihres Projekts zugeschnitten sind.
Anwendungen der gesamten Genomsequenzierung
WGS ist eine vertrauenswürdige Methode zur Gewinnung vollständiger und umfassender genetischer Informationen und findet Anwendung in verschiedenen Forschungsbereichen. Es ermöglicht Forschern, Genomstrukturen und -variationen umfassend zu analysieren, was eine Vielzahl wissenschaftlicher Fragestellungen unterstützt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
- Populationsgenetik und evolutionäre Analyse
- Präzise deckt sie die genetischen Strukturen der Population, phylogenetische Beziehungen und Selektionssignale auf und erleichtert Studien über Bevölkerung Evolution und Speziesdifferenzierung.
- Komplexe Merkmale und Krankheitsassoziationsstudien
- Verwendet in Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) und die Kartierung quantitativer Merkmalsloci (QTL), die bei der Entdeckung wichtiger genetischer Variationen, die mit Phänotypen verbunden sind, helfen.
- Pflanzen- und Tiergenomkonstruktion und Zuchtverbesserung
- Unterstützt die Entwicklung von hochwertigen Referenzgenomen, die Identifizierung signifikanter funktioneller Gene und beschleunigt den molekularen Zuchtprozess.
- Mikrobielle Genomforschung und Überwachung
- Angewandt in der de novo Pathogen-Sequenzierung, Forschung zu Resistenzmechanismen, Stammverfolgung und Überwachung der öffentlichen Gesundheit.
- Forschung an Nicht-Modellorganismen
- Erwirbt schnell umfassende Genominformationen neuer Arten, unterstützt ökologische Anpassungsfähigkeit, Artenschutz und die Entwicklung genetischer Ressourcen.
- Funktionale Gen- und Regulierungsbereichserforschung
- Umfasst nicht-kodierende Regionen, um regulatorische Elemente und epigenetische regulatorische Variationen zu erfassen, die die funktionale Genforschung unterstützen.
- Exogene Einspeisung und virale Integrationsdetektion
- Erfasst virale Integrationen oder Transgen-Einfügungsereignisse in Genomen, geeignet für die Verfolgung exogener Sequenzen und Sicherheitsbewertungen.
Musteranforderungen für die gesamte Genomsequenzierung
| Sequenzierungstyp | Gesamtgenom-DNA-Anforderung | Mindestnutzbarer Betrag | DNA-Konzentrationsanforderung | Reinheitsanforderung (OD260/280) | Notizen |
|---|---|---|---|---|---|
| Whole-Genome-Sequenzierung | ≥ 500 ng | 200 ng | ≥ 10 ng/μL | 1,8 ~ 2,0 | Geeignet für die routinemäßige Ganzgenomsequenzierung |
| Whole Genome Sequenzierung (PCR-frei) | ≥ 1 μg | 500 ng | ≥ 20 ng/μL | 1,8 ~ 2,0 | Vermeidet PCR-Amplifikationsbias, sorgt für höhere Datenuniformität. |
| Whole-Genome-Sequenzierung (PacBio) | ≥ 1 μg | — | ≥ 80 ng/μL | 1,8 ~ 2,0 | Ideal für Langzeit-Sequenzierung, erfordert hohe DNA-Konzentration. |
| Whole-Genome-Sequenzierung (Nanopore) | ≥ 5 μg | — | ≥ 20 ng/μL | 1,8 ~ 2,0 | Geeignet für Ultra-Long-Read-Sequenzierung, erfordert eine große Menge DNA. |
- Alle DNA-Proben müssen auf Reinheit und Konzentration getestet werden, um die Sequenzierungsqualität sicherzustellen.
- Wenn Sie Fragen zur Probenvorbereitung haben oder einen maßgeschneiderten Plan benötigen, zögern Sie nicht, uns jederzeit für fachkundige Unterstützung zu kontaktieren.
Warum CD Genomics für die Ganzgenomsequenzierung wählen?
Von fortschrittlichen Sequenzierungsplattformen bis hin zu hochwertigen Datenlieferungen bietet CD Genomics eine effiziente, durchgängige WGS-Lösung, die auf unterschiedliche Forschungsbedürfnisse zugeschnitten ist. Egal, ob Sie seltene Varianten untersuchen oder alte DNA sequenzieren, unser Team gewährleistet zuverlässige Ergebnisse mit flexibler Unterstützung.
- Multi-Plattform-IntegrationNutzen Sie die kombinierten Stärken der Technologien von Illumina, PacBio und Nanopore, um jedes Projekt zu unterstützen – von der Variantenerkennung bis zur de novo Assemblierung.
- Ultra-Hohe DurchsatzUnser HiSeq X Ten-System verarbeitet bis zu 600 Proben pro Tag und liefert effizient Daten mit 30× Abdeckung.
- Außergewöhnliche GenauigkeitPacBio HiFi-Lesarten erreichen Q33 (>99,95% Genauigkeit bei Basenaufrufen) und erhöhen die Sensitivität bei der Erkennung struktureller Varianten um 300%.
- Artenübergreifende UnterstützungNachgewiesene Erfolgsquoten >98 % für menschliche, pflanzliche, tierische, mikrobielle und alte DNA-Proben.
- Maßgeschneiderte LösungenFlexible Analyse-Workflows für spezielle Fälle wie die Erkennung von viralen Einsätzen oder von Proben mit niedriger Qualität.
- End-to-End-UnterstützungErhalten Sie fachkundige Anleitung in jeder Phase – Projektgestaltung, Workflow-Überwachung und Nachanalyse-Beratung.
Referenz
- Rivu, Supantha, Abiral Hasib Shourav und Sangita Ahmed. "Die Ganzgenomsequenzierung zeigt die Zirkulation potenziell virulenter Listeria innocua-Stämme mit neuartigen genomischen Merkmalen in Rinderhaltungsumgebungen in Dhaka, Bangladesch." Infektion, Genetik und Evolution 126 (2024): 105692. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Bitte geben Sie den Text, den Sie übersetzen möchten, direkt hier ein.
- Nakagawa, Hidewaki, und Masashi Fujita. "Analyse der gesamten Genomsequenzierung für Krebsgenomik und präzise Medizin." Krebswissenschaft 109,3 (2018): 513-522.
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- Tyler, A.D., Mataseje, L., Urfano, C.J. u. a. Bewertung des MinION-Sequenziergeräts von Oxford Nanopore für Anwendungen der gesamten Mikrobengenomsequenzierung. Wissenschaftliche Berichte 8, 10931 (2018). Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links oder DOI-Nummern übersetzen. Bitte geben Sie den Text, den Sie übersetzt haben möchten, direkt hier ein.
- Turro, E., Astle, W.J., Megy, K. u. a. Whole-Genome-Sequenzierung von Patienten mit seltenen Krankheiten in einem nationalen Gesundheitssystem. Natur 583, 96–102 (2020). Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Bitte geben Sie den Text ein, den Sie übersetzen möchten.
- Kosugi, S., Momozawa, Y., Liu, X. u. a. Umfassende Bewertung von Algorithmen zur Erkennung struktureller Variationen bei der gesamten Genomsequenzierung. Genome Biol 20, 117 (2019). Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Bitte geben Sie den Text ein, den Sie übersetzt haben möchten.
Demo-Ergebnisse
Teilweise Ergebnisse sind unten aufgeführt:
Verteilung der Basisqualität.
Verteilung des Basisinhalts.
Geteilte SNP-Nummer zwischen Proben.
Verteilung der SNP-Mutationsarten.
Statistikstorte der SNP-Anmerkungen.
Geteilte InDel-Zahl zwischen Proben.
InDel-Längenverteilung sowohl im gesamten Genom als auch in den CDS-Regionen.
Statistikspie von InDel-Anmerkungen.
Häufig gestellte Fragen zur gesamten Genomsequenzierung
1. Was ist die empfohlene Sequenzierungstiefe für das menschliche WGS?
Wir empfehlen eine Tiefe von 30× (~90 Gb Rohdaten) für die allgemeine Variantenentdeckung und Neusequenzierung. Für die Erkennung von Mutationen mit niedriger Frequenz ist eine höhere Tiefe (z. B. 60×) geeigneter.
Können FFPE-Proben für WGS verwendet werden?
Ja, aber mit Vorsicht. FFPE-DNA zeigt oft Degradation und Artefakte. Um die Ergebnisse zu verbessern:
- Verwenden Sie frische 10 µm Schnitte, die Gewebe enthalten.
- Stellen Sie sicher, dass die gesamte Gewebeoberfläche mindestens 1 cm² beträgt.
- Erwägen Sie die Verwendung von optimierten Bibliotheksvorbereitungskits, die speziell für FFPE entwickelt wurden.
3. Welche Arten von Varianten kann WGS erkennen?
WGS erfasst ein breites Spektrum genetischer Variationen in einem Durchgang:
- Einzelne Nukleotidvarianten (SNVs)
- Kleine Einfügungen/Löschungen (InDels)
- Kopienzahlvarianten (CNVs)
- Strukturelle Varianten (SVs)
Wir bieten auch funktionale Annotationen an, um die biologische Auswirkung zu bewerten.
4. Meine Probe ist von geringer Menge oder degradiert – kann sie trotzdem sequenziert werden?
Es könnte weiterhin machbar sein. Wir bieten Lösungen zur Bibliotheksvorbereitung mit niedrigem Aufwand und schadenstolerant an. Kontaktieren Sie uns für eine persönliche Machbarkeitsbewertung.
5. Wie wähle ich die richtige Sequenzierungsstrategie aus?
Es hängt von Ihrem Forschungsziel ab:
- Resequenzierung → Illumina
- De novo-Assembly oder SV-Analyse → PacBio/Nanopore
Brauchen Sie Hilfe? Unsere Experten können die optimale Plattform und Vorbereitungsstrategie empfehlen.
6. Wie sollte ich die Sequenzierungstiefe wählen?
Standard: 30× für die Variantenentdeckung.
Erweitert: ≥60× oder hybrid (kurze + lange Reads) für komplexe Umstellungen oder Assemblierungsaufgaben.
Wir passen Tiefe und Strategie an Ihr spezifisches Projekt an.
7. Wie können wir die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Genomassemblierung sicherstellen?
Um die Integrität und Zuverlässigkeit einer Genomassemblierung zu bewerten, werden mehrere Metriken und Validierungsmethoden eingesetzt:
- Contig N50 und Scaffold N50Diese Metriken zeigen die Kontinuität der zusammengefügten Sequenzen an und werden häufig verwendet, um die Vollständigkeit der Assemblierung zu bewerten.
- Transkriptom-AusrichtungEST-Datensätze oder RNA-Seq-Reads können mit der Assemblierung abgeglichen werden, um die Genabdeckung und Kontinuität zu bewerten.
- Konservierte GeneBenchmarking Universal Single-Copy Orthologs (BUSCO) Analysen werden häufig verwendet, um die Vollständigkeit konservierter Gene zu bewerten.
- BAC-Klon-VergleichBakterielle künstliche Chromosom (BAC) Sequenzen können als hochgradig zuverlässige Referenzen dienen, um die Genauigkeit der Assemblierung auf struktureller Ebene zu validieren.
8. Wie gehen Sie mit hochgradig repetitiven und heterozygoten Regionen in der Genomassemblierung um?
Wiederholende Sequenzen sind in einer Vielzahl von Arten verbreitet – von Mikroben bis hin zu Säugetieren – und stellen eine erhebliche Herausforderung für eine genaue Assemblierung dar. Ebenso kompliziert die Heterozygotie die Haplotype-Auflösung in diploiden und polyploiden Organismen. Um diese Komplexitäten anzugehen:
- Wir verwenden eine hybride Sequenzierungsstrategie, die hochgenaue Kurzlesungen von Illumina HiSeq, Langlesungen von PacBio und in einigen Fällen auch ältere Sanger-Lesungen integriert.
- Dieser Ansatz verbessert sowohl die Auflösung von Wiederholungsregionen als auch die Phasierung von heterozygoten Allelen, was eine größere strukturelle und allelische Genauigkeit in der endgültigen Assemblierung gewährleistet.
9. Wie wird die Genomgröße geschätzt?
Es stehen mehrere Ansätze zur Verfügung, um die Genomgröße vor der Sequenzierung zu schätzen:
- Online-Datenbanken: Für gut erforschte Arten, Datenbanken wie Datenbank zur Genomgröße von Tieren bereitgestellte kuratierte Schätzungen zur Genomgröße.
- Flusszytometrie: Eine Standardmethode, die die Genomgröße schätzt, indem der DNA-Gehalt in gefärbten Zellen gemessen wird.
- Genomumfrage mittels K-mer-Analyse: Diese rechnergestützte Methode verwendet Kurzlesedaten, um die Genomgröße, den Wiederholungsgehalt und die Heterozygotie zu schätzen, indem die Häufigkeitsverteilung von K-mers (Teilsequenzen der Länge k) in den Sequenzierungsdaten analysiert wird.
10. Kann ich eine Sequenzierung ohne bioinformatische Analyse bestellen?
Absolut. Wählen Sie nur Sequenzierung, nur Analyse oder ein Full-Service-Paket – je nachdem, was am besten zu Ihrem Arbeitsablauf passt.
11. Wird der Fortschritt des Projekts verfolgt und berichtet?
Ja. Jedes Projekt wird einem dedizierten Manager und einem Support-Team zugewiesen. Sie erhalten rechtzeitige Updates zu jedem wichtigen Meilenstein.
Fallstudien zur gesamten Genomsequenzierung
Kundenveröffentlichungshighlight
Genetische Kartierung des Rcs2-Lokus in der Sojabohnensorte Kent für die Resistenz gegen Froschaugenblattflecken.
Journal: Pflanzenwissenschaften
Impact Faktor: ~2,8 (2022)
Veröffentlicht2023
DOI: 10.1002/csc2.21043
Hintergrund
Froschaukelblattflecken (FLS), verursacht durch Cercospora sojinaführt zu Ertragsverlusten von bis zu 30 % in anfälligen Sojabohnensorten. Das Rcs2-Lokus in der Sojabohnensorte Kent verleiht Widerstand gegen alle bekannten US-Rassen von C. Soja. Allerdings ist die genomische Grundlage von Rcs2 blieb unkartiert, was seine Anwendung in der markergenutzten Züchtung erschwerte. Diese Studie hatte zum Ziel, molekulare Karten zu erstellen. Rcs2, Kandidatengene identifizieren und robuste molekulare Marker entwickeln.
Projektziele
- Genetische Kartierung: Präzise lokalisieren Sie die Rcs2 Locus im Sojabohnengenom.
- Validierung von KandidatengenenVerengen Sie den Locus auf funktionale Gene, die mit der Resistenz verbunden sind.
- MarkerentwicklungEntwerfen Sie KASP-Marker für beschleunigte Zuchtprogramme.
CD Genomics Dienstleistungen
Als führender Partner im Bereich Genomik hat CD Genomics geliefert:
1. Ganze Genom-Sequenzierung (WGS)
- Plattform: Illumina NovaSeq X (150 bp Paired-End-Reads).
- Abdeckung: 30x Tiefe für Elterntypen (Kent, Forrest) und rekombinante Inzuchtlinien (RILs).
- Bibliotheksvorbereitung:
- DNA-Scherung über Covaris g-TUBE (~470 bp Fragmente).
- AMPure XP Perlen zur Größenwahl.
- Dual-indizierte Bibliotheken für multiplexes Sequenzieren.
- Qualitätskontrolle: FastQC v0.11.9 zur Bewertung von Rohdaten.
- Ausrichtung: Bowtie2 v2.4.1 gegen die Williams82.a2.v1 Referenzgenom.
- Variantenerkennung: BCFtools v1.10.2 zur Identifizierung von SNP/InDel.
3. Markerentwicklung
- KASP-Assays: Entworfene SNP-Marker (z. B. GSM783, GSM990) innerhalb des Rcs2 Locus.
Wesentliche Ergebnisse
Präzise Kartierung von Rcs2
- Locus Lokalisierung:
- BSA und Verknüpfungsanalyse eingegrenzt Rcs2 zu 336 kb auf Chromosom 11 (32,2–32,5 Mb).
- Identifizierte 11 Kandidatengene mit Polymorphismen in Kenteinschließlich LRR-Rezeptor-ähnliche Kinasen und Aminosäuretransporter.
2. Hochpräzise Marker
- Validierung: Der KASP-Marker GSM783 erzielte eine Genauigkeit von 94 % bei der Unterscheidung zwischen resistenten und empfindlichen RILs.
- Phänotypische Korrelation: RILs mit dem resistenten Allel wiesen eine 33% geringere Krankheitsstärke auf (P < 0,001).
3. Resistenzmechanismus
- Kandidatengene:
- Glyma.11g228300 (Aminosäuretransporter) und Glyma.11g230200 (transkriptionsfaktor) zeigte nicht-synonyme Mutationen in Kent.
- Promotorvariationen in LRR-RLKs Vorschläge für Rollen in der Erkennung von Krankheitserregern und Signalübertragung.
Zitierte Abbildungen
Genomische Regionen, die mittels einer gebündelten Segregationsanalyse auf (a) Chromosom 11 und (b) Chromosom 16 für die Resistenz gegen Froschaugenblattflecken in der F identifiziert wurden.2:3 Bevölkerung.
Verknüpfungskarten und -diagramme für das Rcs2-Locus auf Chromosom 11 in der (a) F2:3 und (b) rekombinante Inzuchtlinien (RIL) Populationen.
Assoziation des Einzel-Nukleotid-Polymorphismus (SNP) Markers GSM783 mit der visuelle Krankheitsseverity-Bewertung der besten linearen unverzerrten Schätzungen (BLUE) in (a) F2:3 und (b) rekombinante Inzuchtlinienpopulationen.
Implikationen
Diese Studie klärt die genetischen Grundlagen von Rcs2-vermittelte Resistenz, die ermöglicht:
- Marker-gestützte Selektion (MGS)KASP-Marker (GSM783/GSM990) optimieren die Zucht auf FLS-Resistenz.
- Haltbare WiderstandskraftPyramidenbildung Rcs2 mit anderen Loci (z. B., Rcs3) stärkt die Widerstandsfähigkeit gegenüber sich entwickelnden C. sojina Rassen.
- Funktionelle GenomikKandidatengene bieten Ziele für die Validierung von CRISPR und mechanistische Studien.
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Identifizierung von Faktoren, die für die m6A mRNA-Methylierung in Arabidopsis erforderlich sind, zeigt eine Rolle für die konservierte E3-Ubiquitin-Ligase HAKAI.
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Jahr: 2017
Hochdichte-Kartierung und Kandidatengenanalyse von Pl18 und Pl20 in Sonnenblumen durch Whole-Genome-Resequenzierung
Internationale Zeitschrift für Molekulare Wissenschaften
Jahr: 2020
Isolation und Charakterisierung von Bakterien, die mit Zwiebeln assoziiert sind, und erster Bericht über Zwiebelkrankheiten, die durch fünf bakterielle Erreger in Texas, USA, verursacht werden.
Zeitschrift: Pflanzenkrankheiten
Jahr: 2023
Generierung eines hochattenuierten Stammes von Pseudomonas aeruginosa für die kommerzielle Produktion von Alginat
Journal: Mikrobielle Biotechnologie
Jahr: 2019
Kombinationen von Bakteriophagen sind wirksam gegen multiresistente Pseudomonas aeruginosa und erhöhen die Empfindlichkeit gegenüber Carbapenem-Antibiotika.
Journal: Viren
Jahr: 2024
Identifizierung der genetischen Elemente, die an der Biofilmbildung von Salmonella enterica Serovar Tennessee beteiligt sind, unter Verwendung von mini-Tn10-Mutagenese und DNA-Sequenzierung.
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Jahr: 2022
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