黃海水產研究所與北京百邁客生物科技有限公司合作完成首個超高質量的綠鰭馬

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海洋占地球體積的71%，擁有豐富的生物資源。 海洋生物多糖和蛋白質含量較高，部分海洋生物容易死亡和腐敗，導致DNA降解，提供高純度和完整的基因組DNA。 收購帶來很大困難。 海洋生物通常比陸地動植物更復雜，并且更難以組裝和拼接。 本研究利用測序技術突破了這些瓶頸，完成了超高質量的海洋魚類基因組組裝！

研究中利用104X測序數據進行基因組組裝，并通過Canu、WTDBG等多種軟件分別進行組裝。 選擇最優的組裝結果（主要從基因組大小、N50、組裝完整性、組裝準確性等方面進行評估）用于后續研究。 優化。 研究人員最終利用WTDBG軟件組的基因組版本結合Hi-C技術的進一步優化，組裝出474.31 Mb的基因組，并將該基因組的99.44%安裝在20條染色體上，增加到22.46 Mb，最長的達到了32.32 MB！

圖1 基因組組裝流程

眾所周知，N50是衡量基因組組裝質量的重要指標。 在一定程度上，價值越高，裝配的質量就越好。 與現有的河豚基因組相比，綠鰭河豚的基因組組裝超過同樣采用三代測序組裝的黃鰭河豚的5倍，是翻車魚（Mola mola）的1000倍！

表1 瞳孔目基因組比較

與近年來的一些魚類基因組相比，綠鰭河豚基因組組裝的連續性也很突出。 從表2中不難發現，近年來魚類基因組水平基本徘徊在Kb和Mb之間，但此次組裝的綠鰭河豚直接提升了一個數量級，完成了高質量的基因組具有很強的連續性。

表2 近年發表的魚類基因組

優秀的基因組不能僅僅建立在連續性的基礎上，完整性也同樣重要。 研究人員利用Racon和Pilon分別對WTDBG組裝好的基因組進行了兩輪和三輪糾錯，從多個方面評估了糾錯前后基因組的完整性。

01.二代reads對比分析

使用bwa軟件將二代數據與參考基因組進行比較。 結果顯示，第二代reads的雙端比對效率為97.41%，表明第三代組裝的基因組完整性較好。

02. 核心基因完整性評估

CEGMA v2.5數據庫包含458個真核生物保守核心基因。 CEGMA v2.5 用于評估最終基因組組裝的完整性。 在最終版本的基因組中，通過序列相似性（>70%）比對，總共找到了458個核心基因中的442個（96.51%）。 CEGMA v2.5包含的248個更保守的序列中，91.13%可以在組裝的基因組中找到。

03. BUSCO評價

BUSCO v2 中的數據庫包含 4584 個真核生物保守的核心基因。 我們使用 BUSCO v2.0 軟件來評估基因組組裝的完整性。 在我們組裝的基因中海洋魚類，總共找到了4,324個完整的BUSCO基因，其中單拷貝4,213個，多拷貝111個； 62個不完整的BUSCO基因； 198 未找到。 BUSCO評估基因組完整度為94.33%（/Total）。

評估結果均顯示完整性在94%以上，表明基因組整體組裝質量非常優異，這將極其有利于后續下游分析，具有無限的發展潛力。

總結

本案海洋經濟魚類綠鰭河豚通過平臺進行超長讀長基因組測序，使得海洋生物組裝指數（N50）超過22 Mb！ 成為迄今為止我們所知的海洋魚類N50最高的基因組！ 同時，評估結果也表明，裝配的精度和完整性也非常高。

ONT平臺超連續基因組研究演示（部分）

結合前幾期展示的組裝數據和上表，不難看出，在一定的組裝深度下，技術可以帶來高水平的基因組甚至新的驚喜！ 無論是動物、植物還是微生物，無論是基因組、轉錄組還是元基因，無論是更新舊數據還是破譯困難物種，它都能表現出色~

截至目前，平臺已完成近400個物種的DNA文庫構建和測序工作，擁有豐富的項目經驗！ 無論是技術還是項目經驗，我們都很強！ 期待越來越多可喜的成果交到老師們的手中~

官方認證

本文來自《百麥克生物》，原文鏈接：

Tags：基因組 科技 科學 科普