細菌基因組從頭測序(Bacterial Whole Genome de novo Sequencing ),是指對基因組序列未知或無近緣物種基因組信息的某個物種,構建不同插入片段的基因組DNA文庫并對文庫進行序列測定,然后利用生物信息學方法進行拼接、組裝和注釋,從而獲得該細菌的全基因組序列圖譜,我們提供細菌框架圖和完成圖兩種不同的解決方案。

應用方向

  1. 環境微生物研究
  2. 海洋微生物研究
  3. 土壤微生物研究
  4. 工業微生物研究
  5. 生物體微生物研究

產品列表

產品 測序平臺及測序模式 測序深度 項目周期
細菌框架圖 Illumina Miseq ~100х 35個自然日
細菌完成圖 PacBio ~100х 45個自然日

技術路線

技術路線

分析內容

    1.     原始數據整理和質量控制
    2.     基因組組裝及結果評估
    3.     基因組結構研究
        ?     編碼/非編碼基因預測
        ?     重復序列分析
        ?     基因島預測
        ?     前噬菌體預測
        ?     CRISPR 預測
    4.     基因基本功能注釋
        ?     功能數據庫注釋
        (NR、GO、COG、KEGG、SwissProt、Pfam、TCDB、CAZy)
        ?     全基因組功能圈圖展示(精細圖/完成圖)
        ?     基因組甲基化修飾分析(完成圖)
    5.     菌株致病相關研究
        ?     分泌系統效應蛋白、病原與宿主互作、分泌蛋白、
        次級代謝產物基因簇
        ?     細菌致病菌毒力因子和耐藥基因注釋
        (VFDB、 ARDB、CARD )

部分分析結果展示
基因家族分析

基因家族分析

Pan-Core基因稀釋曲線
Pan-Core基因稀釋曲線

案例解析

麻風分支桿菌的進化與起源
彌散型麻風分歧桿菌是一種和人類彌散性瘤型麻風相關的病菌。本研究利用高深度測序,從墨西哥患病者皮膚上獲得彌散型麻風分歧桿菌近乎完整的基因組序列。和麻風分支桿菌相比,經歷了大范圍的進化,基因組間的共線性序列達到3.27Mb。編碼蛋白的基因核苷酸序列一致性達93%,而假基因組只有82%。功能分析結果表明彌散型麻風分支桿菌丟失了幾種需要氨基酸合成的酶,而麻風分支桿菌有一個有缺陷的血紅素合成途徑。彌散型麻風分支桿菌保留了所有侵染周圍神經細胞的功能,因此也能夠致病。系統發育比較結果表明,彌散型麻風分支桿菌更接近它們共同的祖先,貝葉斯分析表明兩者分離在大約13.9百萬年前。因此,盡管兩種菌早已分離成不同菌株,但兩種菌都非常保守且仍有類似的病理條件。

兩種菌的系統發育

兩種菌的系統發育


參考文獻:
Singh P, Benjak A, et al. Insight into the evolution and origin of leprosy bacilli from the genome sequence of Mycobacterium lepromatosis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015.

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