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“巨型真菌”破坏森林基因机理通过Pacbio测序获解
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蜜环菌属囊括了地球上最大的陆生生物体以及最具破坏性的森林病原体。一个被称为“巨型真菌”的蜜环菌，个体覆盖面积达965公顷，重达544吨，是目前地球上最大的陆生生物体之一。蜜环菌属于真菌病原体，在全球各森林和公园中的500多种植物上都可见到它们。它们会先杀死宿主的根，然后分解根部组织，引起烂根病。蜜环菌会在受感染的植物周围成群产生大量子实体，还会生成菌索——1毫米至4毫米宽的绳索状组织，它们在地下生长，搜寻新根，最后长成难以匹敌的庞然大物。但是，尽管对农业产生了巨大的影响，但对蜜环菌属物种的致病性知之甚少。 英国《自然·生态与演化》杂志近日发表论文，报告了蜜环菌四个物种的基因组。该研究成功揭示了这些真菌扩散并感染植物的基因机理，为制定策略以控制它们破坏森林提供了宝贵资源。 此次，西匈牙利大学及匈牙利科学院研究团队利用Pacbio 三代测序对包括奥氏蜜环菌、粗柄蜜环菌等在内的四种蜜环菌进行了基因组测序。在这篇论文中，研究小组报告说，蜜环菌基因组对于真菌“非常大”，含有多达85 Mb和近26,000个基因，而用于比较的Physalacriaceae家族成员的基因组数量小于36 Mb，基因数少于14,000。研究人员将这些蜜环菌基因组与22种亲缘真菌进行对比，发现蜜环菌的某些基因家族扩增了，这些扩增的基因家族与多个病原性相关基因和可以分解植物组织的酶存在联系。  Pacbio测序于真菌基因组研究 真菌属于较低等的真核生物， 种类庞大而多样；真菌基因组大小一般2.5Mb~150Mb，复杂程度介于细菌和大型动植物之间。以Illumina为代表的二代测序技术平台很难解决微生物基因组中的重复区域与高GC区域的组装问题，往往需要借助RCR扩增、Sanger测序等方式来填补组装后基因组中的gap。 PacBio三代测序平台的长读长及无需PCR扩增的技术优势，可进一步降低引入人为错误的可能性，克服部分微生物基因组GC含量高或重复序列多等问题，实现对微生物基因组进行更加详细的描绘，进而推进精细基因注释等研究。 目前，PacBio RS II测序仪一个 SMRT Cell 含有 150,000个 ZMW，数据产出 500Mb-1.5Gb/SMRT Cell；PacBio最新型 Sequel测序仪一个 SMRT Cell含有 1百万个 ZMW，数据产出约 5-10Gb/SMRT Cell。 Pacbio测序于真菌基因组研究优势 1，超长的读长和超高的准确性，可获得0 gap基因组完成图，1个contig=1条染色体； 2，无GC偏好性，对于GC%正常菌株和GC%异常菌株，PacBio平台可获得高质量测序数据； 3，对于包含质粒的菌株，不仅可获得完整的真菌染色体基因组，还可同时获得完整的质粒基因组序列。 TBC真菌基因组研究策略  关于TBC 天津生物芯片三代测序平台自2013年运行至今，作为国内比早批提供三代测序服务的机构，现已形成以PacBio单分子测序RSII和Sequel“双核”平台为中心，现已成功利用三代测序技术完成细菌、真菌、昆虫、动植物、人类等数百个物种的基因组、全长转录组测序及分析工作，并开发建立了基于三代测序技术的靶向测序、宏基因组测序、表观遗传测序、以及单细胞测序系列方案。 2003年至今，累计为客户在国际权威期刊发表SCI论文178篇，其中包括：Nature、Nature Communication、PNAS、FEMS Microbiol Rev PLoS Genetics。 |
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