纳米孔测序仪MinIon完成真菌基因组的组装

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来源：测序中国 / 作者： / 2016-11-14
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" B" @. z$ F8 X! D+ [% |! _荷兰农业生物技术公司KeyGene仅仅利用Oxford Nanopore公司的纳米孔测序仪MinIon产生的reads，对真菌立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）的基因组进行组装，得到大小为54 Mb的基因组序列。R. solani是一种农业害虫，许多重要的经济作物，例如玉米、水稻和大豆，都会感染该真菌并患病。
) |* x8 x5 ~+ F2 _& ~研究者利用read长度优化方法，确保能够产生高度连续的组装，组装长度长于之前使用短read测序方法得到的结果，但是这种基于纳米孔测序组装的结果具有更高的错误率。7 E7 L, ?/ g2 I. C: a* V
具体来讲，他们通过长度筛选方法，去除R. solani样本中的小片段DNA，仅保留高分子量DNA ，来使read长度最大化。通过这种方法，得到了三个长片段的纳米孔测序文库：两个文库用随机剪切的DNA制备，平均片段长度分别为12.5 kb和18.8 kb，第三个文库为完整的基因组DNA。5 n; K( V8 L: U. M: ?1 c
接下来利用Oxford Nanopore公司的纳米孔测序仪MinIon对这三个文库进行测序，产生了近77,800个2D的reads，共计834 Mb的数据，平均read长度为10.7 kb。大部分的长read来自未剪切的文库。
  h3 c+ c- e8 v: u然后利用canu组装软件，将这些reads组装成606个contig，大小为54 Mb，contig N50为199 kb。* V+ R. Z6 D, b, f* U7 T' }2 C) J
这个新的组装序列是最连续的R. solani组装序列，也是仅由纳米孔测序reads组装完成的最大基因组。研究者指出，该纳米孔测序组装的contig N50是以前报道的基于短read组装的 R. solani 的28倍。( u: d1 Z5 v- o1 m6 e, V4 r0 p/ S
研究人员将该纳米孔测序reads的组装结果与Illumin的MiSeq双端测序（paired-end）的结果进行了比较。MiSeq测序产生了1390万个合并的read-pairs，平均片段长度为360 bp，组装得到123,016个contigs，总长度为71 Mb，contig N50为1029 bp。+ h8 G# a+ w+ t$ P8 r
如果假设MiSeq数据是完美的，以它为标准，那么纳米孔测序组装的错误率为：每2186个碱基中有1个碱基置换错误，每700个碱基中有1个插入错误，每297个碱基中有1个缺失错误。, W& S0 a, y/ W& R' Y
虽然该纳米孔测序组装的错误率比预期的要高，但研究者期望纳米孔测序技术和试剂的升级优化会解决这个问题。他们计划利用高分子量DNA片段和PromethIon测序仪的通量，来处理具有高重复性的植物基因组。
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: d/ R4 `. s% I9 H% y+ ?- S参考文献：The megabase-sized fungal genome of Rhizoctonia solani assembled from nanopore reads only. doi: http://dx.doi.org/10.1101/0847720 h5 W# q  |! f0 d* J
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