微生物广泛存在于自然界中,与人类的生产和生活息息相关。微生物生物多样性丰富,基因组具有相对较小、重复序列较高、易于突变等特点,因此很必要对微生物进行全基因组测序,而且同动植物相比较在时间和成本上也容易实现。目前,全基因组测序成为微生物遗传进化、疾病预防控制、生物工程技术等方面重要的研究和开发手段。众所周知,基因组测序最主要的难度在于基因组的重复序列和GC偏移。微生物基因组测序的完成图(完成图要求完整基因组序列,单碱基错误率低于十万分之一,gap数不超过5个)主要有两条技术路线:第一条是以二代测序(Matepair测序文库,插入片段3Kb)配合一代测序完成,一代测序主要用于gap的填补;第二条是以三代测序为主配合二代测序。第一条技术路线往往会GC偏移的影响,同时3Kb插入片段有时不够横跨重复区域而导致测序结果的不理想,从而增加了测序费用和延长了测序时间。
1. 基因组组分分析:编码基因预测和注释、功能分类;重复序列预测;非编码RNA注释,包括tRNA,rRNA,sRNA等;
2. 基因岛预测:行使相同功能的基因聚集成簇,包括毒力岛、抗性岛、抗生素岛等;
3. 前噬菌体:可整合进基因组的噬菌体序列,常会带来功能基因;
4. CRISPR:与细菌免疫相关,抵御外来DNA序列;
5. 假基因分析:一般是进化过程中失活的基因冗余拷贝;
6. 进化分析。
图:前噬菌体预测
本平台采用的是第二条技术路线,单分子测序(第三代测序技术)平均读长达到10Kb,基本可以不受重复序列的影响,同时它的建库无需PCR过程以及测序原理的原因帮助它又很好的克服了GC偏移的影响。三代测序结合二代测序大大提高了测序的效率,基本可在60个工作日内获得完成图已经相关的信息分析。
(一)样品类型
1. DNA;样品浓度:≥50 ng/ul;样品总量:>30ug;样品纯度: OD260/280为1.8~2.2,OD260/230≥1.0。
2. 菌体取样后置于冻存管中并标注,立即液氮速冻,保存于超低温冰箱中。请尽量使用新制备的样品且样品量至少满足3次以上提取。
(二)样本运输
1.DNA样品置于1.5 ml RNase-free离心管中,管上注明样品名称、浓度以及制备时间,管口使用Parafilm封口,干冰运输;
2.菌体取样后置于冻存管中并标注,使用足量的干冰运输,并且尽量选用较快的邮递方式,以降低运输过程中样品降解的可能性。
1、Multidrug-Resistant Acinetobacter baumannii Strain MDR-ZJ06 Widely Spread in China. Hua Zhou, Tongwu Zhang, Dongliang Yu, Borui Pi, Qing Yang, Jianying Zhou, Songnian Hu and Yunsong Yu. Antimicrob. Agents Chemother. 2011, 55(10):4506.
2、Alliance of Proteomics and Genomics to Unravel the Specificities of Sahara Bacterium Deinococcus deserti. Arjan de Groot, Re´mi Dulermo, Philippe Ortet, Laurence Blanchard, Philippe Gue´ rin, Bernard Fernandez, Benoit Vacherie, Carole Dossat, Edmond Jolivet, Patricia Siguier, Michael Chandler, Mohamed Barakat, Alain Dedieu, Vale´ rie Barbe, Thierry Heulin, Suzanne Sommer, Wafa Achouak, Jean Armengaud. 2009, PLoS Genet 5(3): e1000434.