Séquençage de novo du génome complet fongique

CD Genomics propose un séquençage de génome entier de champignons avec le système PacBio Sequel pour offrir plus d'informations sur la structure et les fonctions génétiques. Nous sommes les meilleurs en termes de connaissances, de pratique et d'expérience.

L'introduction du génome complet fongique de novo Séquençage

Les champignons jouent des rôles essentiels dans la biosphère et sont étroitement liés à la vie humaine avec une importante valeur médicale et économique. Les champignons sont impliqués dans une large gamme d'activités : certains champignons sont des décomposeurs, des parasites ou des agents pathogènes d'autres organismes, tandis que d'autres sont des partenaires bénéfiques en symbiose avec des animaux, des plantes ou des algues. Certains champignons affectent la santé humaine de diverses manières. Les champignons sont également les principales sources d'antibiotiques.

L'obtention du séquençage du génome complet des champignons est la base de la recherche sur les champignons, et permet de mieux comprendre la biodiversité fongique, la croissance, la nutrition, la physiologie, la génétique, le métabolisme et l'écologie. Ainsi, des centaines de génomes de champignons ont été séquencés et sont aujourd'hui disponibles publiquement avec une augmentation significative. Bien que ces initiatives aient généralement abouti à des assemblages de génomes considérablement fragmentés, ils manquent souvent de grandes régions génomiques contiguës. De nombreuses caractéristiques génomiques importantes se trouvent dans l'ADN intergénique qui est souvent absent dans les assemblages de génomes actuels.

Pour résoudre ce problème, CD Genomics introduit la plateforme PacBio. Cette machine utilise la technologie de détection en temps réel de molécules uniques (SMRT) qui permet le séquençage en temps réel de molécules de polymérase individuelles. La détection SMRT repose sur les propriétés des guides d'ondes en mode zéro (ZMW), constitués de polymérases d'ADN liées à des structures de confinement nanophotoniques. Cette technologie ne nécessite pas d'amplification de l'ADN génomique, ce qui répond à l'un des principaux problèmes de séquençage de deuxième génération technologies ; conduisant ainsi au moindre degré de biais et à des longueurs de lecture plus longues (moyenne >15 000 pb, certaines lectures >100 000 pb). Avec les longues lectures de Séquençage SMRT sur le système PacBio, nous pouvons générer des assemblages complets de novo pour les génomes fongiques atteignant ou approchant 0 lacunes ou erreurs basées sur N, un N50 de contig > 1 Mb, avec une précision de 99,999 %. De plus, nous fournissons séquençage du génome entier microbien en utilisant séquençage de nouvelle génération.

Quels sont les avantages du génome complet fongique ? de novo Séquençage

• Révélation complète de l'architecture du génome.
• Détermination précise du nombre de gènes et de leur positionnement.
• Accélération des progrès de la recherche biologique.
• Expérience de projet abondante.
• Assurance de données de haute qualité.
• Délai d'exécution court avec un avantage de prix compétitif.
• Équipe spécialisée dans l'analyse des informations biologiques.

Quelles sont les applications du génome complet fongique ? de novo Séquençage

• Recherche fongique : Le séquençage du génome fongique renforce la recherche fongique en proposant des prédictions de gènes et de protéines clés, permettant ainsi de comprendre leurs fonctions inhérentes et leurs mécanismes possibles.
• Pathogénicité des plantes : L'exploration des implications du séquençage du génome fongique identifie des gènes spécifiques de champignons pathogènes qui interagissent avec les cultures agricoles. Cette technique éclaire les relations évolutives avec des espèces proches, créant des opportunités pour des études génomiques comparatives.
• Fungi comestibles et médicinaux : L'analyse du séquençage de génomes fongiques annotés révèle des voies métaboliques complexes et met au jour des produits métaboliques bénéfiques pour l'homme. De plus, cela établit des bases essentielles pour l'étude des relations phylogénétiques fongiques par le biais de la génomique comparative. Le domaine du contrôle biologique des pathogènes fongiques et les études sur les levures industrielles bénéficient également de telles recherches.
• Analyse des interactions écosystémiques : Le séquençage du génome fongique peut grandement contribuer à la découverte de gènes qui interagissent avec diverses entités biotiques, telles que les plantes et les animaux. Cette recherche améliore notre compréhension du rôle et de l'impact des champignons au sein des écosystèmes, facilitant l'exploration des réseaux délicats d'interactions entre espèces et de leur stabilité au sein de ces écosystèmes.
• Recherche antifongique : En établissant des comparaisons entre les séquences génomiques fongiques, les chercheurs peuvent révéler des gènes et des voies associés à la résistance antifongique. Cela fournit une base théorique pour l'innovation de nouveaux agents antifongiques, une démarche essentielle pour lutter contre les infections fongiques et les défis posés par la résistance aux médicaments antifongiques.
• Surveillance de la pollution environnementale : Les champignons présentent un niveau élevé de sensibilité aux changements environnementaux, leur composition de population et leur activité métabolique étant significativement influencées par des déterminants environnementaux. En exploitant le potentiel de la technologie de séquençage génomique, la distribution, la diversité et les potentiels métaboliques des champignons persistant dans différents scénarios environnementaux peuvent être efficacement surveillés. Cela revêt une valeur primordiale pour le suivi de la pollution et les initiatives de restauration écologique.
• Applications biotechnologiques : Les résultats issus du séquençage du génome fongique se prêtent au développement de contrôles biologiques contre les champignons pathogènes, à l'amélioration des levures industrielles, et à une pléthore d'autres applications biotechnologiques. Une compréhension approfondie du génome fongique peut augmenter la production et la qualité des bio-produits, favorisant ainsi le progrès dans le domaine biotechnologique.

Génome complet fongique de novo Flux de travail de séquençage

Notre équipe d'experts hautement expérimentés exécute la gestion de la qualité en suivant chaque procédure pour garantir des résultats complets et précis. Le flux de travail général pour le séquençage de l'ADN génomique complet des champignons est décrit ci-dessous.

Spécification de service

	Exigences d'échantillon Quantité d'ADN : ≥ 10 μg, concentration ≥ 50 ng/μl Pureté de l'ADN : OD260/280 = 1,8 ~ 2,0 sans dégradation ni contamination par l'ARN.
	Séquençage Bibliothèque de 20 kb, profondeur de couverture du génome ≥ 60X
	Analyse bioinformatique Assemblage de génome Prédiction génique Annotation génétique Analyse comparative des génomes d'espèces

Pipeline d'analyse

Livrables

• Les données de séquençage originales
• Résultats expérimentaux
• Rapport d'analyse des données
• Détails sur le séquençage de novo du génome complet fongique pour votre rédaction (personnalisation)

PacBio, les séquenceurs de troisième génération, sont très robustes et rentables et devraient être la plateforme de choix pour le séquençage des génomes fongiques, en particulier pour ceux qui sont connus pour être difficiles à séquencer. CD Genomics a une vaste expérience à offrir dans le service de séquençage complet du génome fongique. Veuillez nous contacter pour plus d'informations et un devis détaillé.

Résultats de la démo

FAQ sur le séquençage de novo de l'ensemble du génome fongique

1. Quels sont les défis dans la préparation d'échantillons fongiques ?

Certains échantillons sont susceptibles de se dégrader, nous suggérons donc une construction rapide de la bibliothèque et un séquençage après l'extraction de l'ADN. Certaines souches fongiques sont difficiles à cultiver, il est donc recommandé de construire la bibliothèque avec une petite quantité d'ADN ou d'utiliser l'amplification du génome entier. Pour les échantillons dont l'isolement de l'ADN est difficile, vous pouvez vous référer aux méthodes de la littérature.

2. Pourquoi l'étude du génome fongique est-elle nécessaire ?

Comparé aux bactéries, les génomes fongiques, les plasmides et la préparation des échantillons sont plus compliqués. De plus, seuls quelques génomes fongiques ont été publiés. Grâce à l'enquête génomique, nous pouvons obtenir des informations sur la taille du génome, la teneur en GC, les séquences répétées et les plasmides, ce qui peut ouvrir la voie à un séquençage substantiel et à un assemblage du génome.

Études de cas sur le séquençage de novo de génomes entiers de champignons

Séquence du génome, assemblage et caractérisation de deux Metschnikowia fructicola Souches Utilisées comme Agents de Biocontrôle des Maladies Postrécolte

Journal : Frontières en Microbiologie
Facteur d'impact : 6,064
Publié : 03 avril 2018

Contexte

La levure Metschnikowia fructicola a été signalé comme un agent de lutte biologique efficace contre les maladies post-récolte des fruits et légumes, et il constitue la base du produit commercial formulé "Shemer." Les chercheurs ont assemblé le séquençage du génome complet de deux souches de M. fructicola.

Méthodes

Résultats

Souche 277 de M. fructicola a été séquencé sur le séquenceur PacBio RS II (kit P6-C4, bibliothèque de 20 Kb, 24 cellules SMRT, couverture cible de 20X), produisant un génome draft de haute qualité composé de 93 contigs avec un N50 de 957 836 pb. La taille estimée du génome est d'environ 26 Mb. Un total de 8 629 gènes ont été prédits avec MAKER, et 6 262 ont été annotés avec succès avec Blast2GO et InterProScan.

M. fructicola AP47 a été séquencé à l'aide de la technologie Illumina MiSeq, taille d'insertion de bibliothèque de 330 pb, paire à 300 pb. La taille du génome (_26 Mb) des deux M. fructicola les souches, ainsi que le taux de mutation, peuvent suggérer que M. fructicola pourraient subir des changements génomiques afin de s'adapter aux surfaces végétales, de tolérer divers stress environnementaux et de survivre dans des conditions nutritionnelles restreintes.

Conclusion

L'étude a impliqué le séquençage et la comparaison des génomes de deux souches de M. fructicola (277 et AP47), révélant un taux de mutation remarquablement élevé. Un séquençage supplémentaire de souches additionnelles est nécessaire pour déterminer si ce taux de mutation élevé est intrinsèque à M. fructicola ou spécifiques à certaines régions géographiques et hôtes fruitiers. Les deux souches ont montré une taille de génome d'environ 26 Mb, indiquant une adaptabilité génomique potentielle aux surfaces végétales, aux stress environnementaux et aux ressources nutritionnelles limitées. La présence de nombreux clusters de métabolites secondaires, de gènes liés à YAP et aux CAZymes suggère M. fructicolal'adaptation de l'organisme à l'environnement végétal. Il est particulièrement remarquable d'avoir identifié 1 145 CAZymes putatifs dans le génome, qui pourraient servir de cibles pour étudier les enzymes destinées à contrôler les maladies fongiques in vivo et évaluer leur potentiel en tant que traitements pour les fruits et les plantes.

Référence :

1. Edoardo P.; et al. Séquence du génome, assemblage et caractérisation de deux Metschnikowia fructicola Souches utilisées comme agents de biocontrôle des maladies post-récolte. Frontières en microbiologie. 2017, 8:1-15.