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继破译海参基因组之后,天津生物芯片再次发力破译对虾基因组并获得国际首个高质量对虾基因组参考图谱

发布日期:2019/1/25

      近日,天津生物芯片技术有限责任公司与中科院海洋所、深圳农业基因组研究所、南开大学等单位合作获得了国际首个高质量对虾基因组参考图谱,该研究成果于1月21日在Nature子刊《Nature communications》上在线发表。中科院海洋所张晓军和袁剑波等科研人员为文章的共同第一作者,海洋所相建海、李富花及南开大学刘斌教授等为文章的通讯作者。天津生物芯片凭借丰富的三代测序及数据分析经验为该项目提供了技术支持。

      对虾是甲壳动物的代表种类,具有重要的科学研究价值。同时对虾也最重要的海水养殖种类之一,根据FAO数据,2016年度世界养殖对虾产量超过500万吨,产值超过320亿美元。然而对虾基因组是世界上公认的高复杂基因组,重复序列占基因组的78%,组装困难严重阻碍了多个国际科研机构的研究步伐。在该研究中,研究团队利用Illumina和PacBio等多种测序平台,在深圳农业基因组研究所阮珏研究团队的支持下成功完成了高质量基因组组装,构建了对虾全基因组的精细图谱,Contig N50 达到58KB, Scaffold N50 达到606 KB。通过分析发现,以1-6碱基为单位多次重复的简单串联序列(SSR)占对虾基因组的23.93%以上,是目前已测基因组物种中含量最高的,这也是对虾基因组高复杂性的根本原因,并推测SSR的爆发与对虾祖先适应性进化过程有关。此外,在对虾基因组上还发现了两大结构特征:大量的物种特异性基因和大量的串联重复基因,可能与对虾科的特异性进化有密切联系。



 

 


       天津生物芯片总经理孙亚民博士介绍,高质量的参考基因组是深入进行物种起源进化和基因功能研究的前提,针对高复杂基因组组装,天津生物芯片构建了一套完善的测序策略和自主研发的基因组组装流程,突破了复杂基因组测序和组装技术瓶颈,得到高准确度、高连续性的高质量基因组测序组装结果的同时进一步大幅压缩测序服务周期和测序成本。该成果的发布,预示着大型复杂基因组研究领域将迎来新的浪潮。

       天津生物芯片技术有限责任公司成立于2003年,公司长期致力于基因组学研究,2008年与美国夏威夷大学合作完成了国际上首个转基因组植物木瓜的基因组测序,并以封面文章的形式发表在Nature上,该公司是国内比较早开展大型生物基因组测序的单位之一。 近几年,该公司在基因组学领域不断进行技术储备和平台更新,截至目前公司具备包括ABI 3730、Illumina 、Ion torrent、PacBio和单分子光学图谱等全部主流测序平台,针对复杂基因组自主研发的测序和组装方案。截止目前,公司在Nature、Nature Communications、PNAS等杂志累计发表SCI论文超过200篇,总影响因子超过600。

     自2011年,由基因有限公司独家代理的PacBio测序平台进入中国以来,PacBio长读长测序技术在基因组研究方面一直受人瞩目。目前,随着PacBio测序技术性能的不断提升,以往大型复杂基因组研究所面临的障碍也逐渐在减少。新升级的PacBio Sequel System 6.0 具备更长的酶读长,同时准确率也得到了提升。相信接下来的一段时间,PacBio测序技术能够更大程度的发挥其读长优势,不仅为大型高复杂的基因组,也为超大型基因组的研究铺平道路。

参考文献:Zhang X, Yuan J, Sun Y, Li S, Gao Y, Yu Y, Liu C, Wang Q, Lv X, Zhang X, et al.(2019).Penaeid shrimp genome provides insights into benthic adaptation and frequent molting. Nat Commun. 2019 Jan 21;10(1):356.

https://doi.org/10.1038/s41467-018-08197-4

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