Séquençage de l'ADN des chloroplastes (cpDNA)

Qu'est-ce que le séquençage de l'ADN des chloroplastes (cpDNA) ?

Les chloroplastes sont des organites présents dans les cellules végétales et les algues eucaryotes qui réalisent la photosynthèse. Ils sont non seulement essentiels à la vie des plantes, mais aussi à toute vie sur Terre. Les chloroplastes, comme les mitochondries, contiennent leur propre ADN, comprenant environ 130 gènes, qui sont impliqués dans la photosynthèse et d'autres processus métaboliques importants. Les génomes des chloroplastes présentent une variation considérable tant au sein qu'entre les espèces, fournissant des informations sur la phylogénie et l'adaptation évolutive. Les chloroplastes accomplissent également un certain nombre d'autres fonctions, y compris la synthèse des acides gras, une grande partie de la synthèse des acides aminés et la réponse immunitaire chez les plantes.

Le séquençage de l'ADN des chloroplastes (cpDNA) est un séquençage à haut débit des génomes de chloroplastes de plantes en utilisant Illumina et Plateformes PacBio réaliser une analyse approfondie des informations de séquence. Grâce à l'analyse génomique comparative, des informations telles que la classification des espèces, l'évolution phylogénétique, l'héritage géographique des lignées, le diagnostic des maladies et la science judiciaire sont obtenues, révélant son rôle important dans l'origine des espèces, l'évolution biologique et la relation génétique entre différentes espèces.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les chloroplastes, vous pouvez consulter notre article "Fiche d'information sur les chloroplastes : Définition, structure, génome et fonction."

Avantages de notre service de séquençage cpDNA

• Protocole expérimental flexible : adopter des solutions de séquençage appropriées en fonction des besoins différents.
• Équipe de bioinformatique solide : en plus de fournir des services de bioinformatique standard, elle propose également des services personnalisés. bioinformatique services
• Expérimenté : le séquençage des chloroplastes de plusieurs espèces a été achevé.
• Rentable et efficace en termes de temps

Flux de travail de séquençage de l'ADN des chloroplastes (cpDNA)

CD Genomics utilise plusieurs plateformes pour fournir des services de séquençage de l'ADN chloroplastique (cpDNA) rapides et précis, ainsi que des analyses bioinformatiques. Nos experts hautement expérimentés mettent en œuvre une gestion de la qualité, suivant chaque procédure pour garantir des résultats de haute qualité. Le flux de travail général pour le séquençage de l'ADN chloroplastique (cpDNA) est décrit ci-dessous.

Spécifications du service

	Exigences d'échantillon Tissu végétal (tissu vert) ≥ 5 g Remarque : Les montants d'échantillons sont indiqués à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.
Cliquez	Stratégies de séquençage Illumina Hiseq PE150 ; Au moins 2 Go de données par échantillon (les données de séquence représentent 0,5 à 1 fois le génome nucléaire) Plateforme PacBio : Taille de la bibliothèque : 2K ; Au moins 50X de données par échantillon MGI DNBSEQ-T7/DNBSEQ-G400
	Analyse des données Contrôle de la qualité des données Assemblage de données propres Annotation du génome des chloroplastes Carte du génome des chloroplastes Analyse génomique comparative Analyse phylogénétique, identification des espèces Plus de fouille de données à votre demande. Remarque : Les sorties de données et les contenus d'analyse recommandés affichés sont à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.

Pipeline d'analyse

Livrables

• Les données de séquençage originales
• Résultats expérimentaux
• Rapport d'analyse des données
• Détails sur le séquençage de l'ADN des chloroplastes (cpDNA) pour votre rédaction (personnalisation)

CD Genomics propose un protocole économique de séquençage de l'ADNcp, incluant la préparation de l'ADN, l'enrichissement des chloroplastes, le séquençage et l'analyse de l'ensemble du génome chloroplastique à partir d'échantillons d'ADN total. Nous pouvons adapter ce pipeline à vos intérêts de recherche. Si vous avez des exigences supplémentaires ou des questions, n'hésitez pas à nous contacter.

1. Pourquoi réaliser le séquençage de l'ADN des chloroplastes ?

Le séquençage de l'ADN des chloroplastes joue un rôle essentiel dans divers domaines tels que la taxonomie des plantes, les analyses phylogénétiques, la génétique des populations, la conservation de la biodiversité et l'amélioration agronomique. Cette méthodologie nous permet d'éclairer les liens évolutifs complexes au sein des espèces végétales et d'explorer la diversité génétique, facilitant ainsi l'identification et l'amélioration de variétés de plantes supérieures.

2. En quoi l'ADN des chloroplastes diffère-t-il de l'ADN nucléaire ?

L'ADN des chloroplastes, une molécule circulaire compacte nichée à l'intérieur du chloroplaste, orchestre principalement des processus vitaux comme la photosynthèse. En revanche, l'ADN nucléaire se trouve dans le noyau de la cellule, servant de réservoir génétique principal chez les plantes, abritant la majorité des gènes et des données génétiques.

3. Comment extraire l'ADN des chloroplastes ?

L'extraction de l'ADN des chloroplastes implique l'isolement des chloroplastes à partir des tissus végétaux, suivi de l'extraction de l'ADN de ces organelles. Les techniques couramment utilisées comprennent la disruption mécanique des feuilles de plantes, la centrifugation différentielle pour l'isolement des chloroplastes, et la purification de l'ADN par des méthodes telles que le CTAB ou des kits commerciaux dédiés.

4. Quelles sont les méthodes courantes de séquençage de l'ADN des chloroplastes ?

Les méthodes de séquençage courantes incluent le traditionnel Séquençage de Sanger et séquençage de nouvelle génération (NGS) des technologies comme Illumina, PacBioet Oxford NanoporeLes technologies NGS sont devenues le choix principal pour le séquençage de l'ADN chloroplastique en raison de leur haut débit et de leurs coûts relativement bas.

5. Comment réaliser un contrôle de qualité et une évaluation de la contamination ?

Les étapes de contrôle de la qualité incluent l'utilisation de logiciels tels que FastQC pour vérifier la longueur des lectures et la qualité des données de séquençage, ainsi que l'élimination des lectures de faible qualité. L'évaluation de la contamination implique l'alignement des lectures sur des bases de données connues pour détecter une éventuelle contamination par de l'ADN exogène.

6. Qu'est-ce que l'analyse personnalisée ?

L'analyse personnalisée est une analyse sur mesure des données de séquençage basée sur des besoins de recherche spécifiques. Par exemple, une étude approfondie peut être réalisée sur des gènes spécifiques, ou les différences dans les génomes des chloroplastes de différents échantillons peuvent être comparées.

7. Qu'est-ce que l'alignement de la base de données des chloroplastes Refseq ?

L'alignement de la base de données des chloroplastes Refseq aligne les données de séquençage sur des séquences de génomes chloroplastiques connues dans la base de données Refseq pour l'annotation des gènes, la détection des variants et l'analyse phylogénétique. Cela aide à confirmer l'exactitude et l'exhaustivité des résultats de séquençage.

8. Quelles sont les applications du séquençage de l'ADN des chloroplastes ?

• Phylogénétique : Dévoiler les relations évolutives entre les plantes.
• Génétique des populations: Étudier la diversité génétique au sein des populations et le flux génétique.
• Biologie de la conservation : Élaboration de stratégies de conservation pour protéger les espèces menacées.
• Agriculture et élevage : Sélection et amélioration de variétés de cultures supérieures pour le progrès agricole.

Ces applications soulignent la polyvalence et l'importance du séquençage de l'ADN des chloroplastes dans l'élucidation des phénomènes évolutifs, écologiques et agricoles.

Assemblages de génomes de chloroplastes et analyses comparatives d'espèces d'importance commerciale Vaccinium cultures de baies

Journal : Scientific Reports

Facteur d'impact : 4,6

Publié : 14 décembre 2022

Contexte

Le genre Vaccinium comprend plus de 450 espèces avec des cultures commerciales majeures telles que les myrtilles, les canneberges, les bleuets et les airelles. Ces baies sont économiquement importantes et largement consommées pour leur valeur nutritionnelle. La classification taxonomique au sein de Vaccinium est des génomes chloroplastiques nouveaux pour des espèces clés. Vaccinium espèces, fournissant des ressources précieuses pour la recherche future et des applications pratiques.

Méthodes

Résultats

Les génomes de chloroplastes de cinq espèces de Vaccinium ont été assemblés à l'aide de lectures longues PacBio pour SHB et rabbiteye, aboutissant à des séquences complètes sans lacunes. Pour NHB, lowbush et bilberry, des lectures courtes Illumina ont été utilisées, produisant des assemblages avec quelques lacunes. Les séquences finales de l'ADNc des chloroplastes présentaient une structure quadripartite, comprenant de grandes et petites régions de copie unique, ainsi qu'une paire de répétitions inversées.

Fig 1. Carte du génome chloroplastique circulaire du bleuet haut de gamme du sud cv. 'Arcadia'V. corymbosum hybrides).

Fig 2. Alignement multiple de séquences de Vaccinium génomes de chloroplastes réalisés avec mVISTA.

L'ADN des chloroplastes (cpDNA) de cinq espèces de Vaccinium (SHB, NHB, œil de lapin, bas buisson et myrtille) a été annoté en parallèle avec le cpDNA de la canneberge provenant de GenBank. Chaque cpDNA contenait 112 gènes fonctionnels uniques, avec une certaine variabilité dans le nombre de copies de gènes. La plupart des gènes se trouvaient dans la région de grande copie unique (LSC), tandis que la petite copie unique (SSC) et les répétitions inversées (IR) contenaient moins de gènes.

L'analyse comparative a montré une forte conservation et syntenie parmi les cpDNAs, avec la plupart des différences dans les régions non codantes et autour des frontières des IR. Des répétitions de séquences simples (SSR) et des polymorphismes d'insertion-suppression ont été analysés, identifiant 10 loci SSR polymorphes utiles pour la différenciation des espèces. Deux marqueurs spécifiques, "rpl36-rps8" et "rpoB-rpoA (3)", ont été identifiés pour discriminer les six espèces de Vaccinium d'importance commerciale.

Conclusion

Cette étude a rassemblé les génomes de chloroplastes de cinq espèces clés de Vaccinium, révélant une haute conservation mais une certaine variabilité dans les régions non codantes. Les analyses comparatives ont identifié des régions utiles pour distinguer ces espèces et ont mis en lumière des schémas évolutifs au sein des myrtilles à haut buisson. D'autres génomes de chloroplastes aideront à des études supplémentaires et à la compréhension de l'évolution des cultures de Vaccinium.

Référence :

1. Fahrenkrog, A.M., Matsumoto, G.O., Toth, K. et al. Assemblages de génomes de chloroplastes et analyses comparatives d'espèces commercialement importantes Vaccinium cultures de baies. Sci Rep 12, 21600 (2022).