纳米孔测序仪MinIon完成真菌基因组的组装

yinfuhua

纳米孔测序仪MinIon完成真菌基因组的组装" p: M4 U) j$ J( n) [
来源：测序中国 / 作者： / 2016-11-14
: H6 v' R1 r: u; d9 a! _
$ `$ j9 U6 o+ W" \8 _: E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。) {4 U) @" e/ Z
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。5 n8 k# p) y* B1 G0 q6 u' I; w
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。' j: L8 d* j. t0 |! d4 z) b* G
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。& B+ R: {' |( y# b' P) }
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。
8 [' u+ X2 o0 H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。& ?# G  r8 n1 T: W
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。
, B5 [2 J, ~2 b" l$ }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。
9 t  d6 ^. O" u& H9 H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。
4 l# C* B6 ]; e  M) T. F2 A0 S8 d8 V1 S 4 O8 u" o* u* M' c1 i8 ?& v4 h2 k
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 ^9 V1 M9 F$ x3 a: n6 g

6 T3 i/ D3 m9 `& W2 Y
3 F8 p" o7 a6 D' t3 {