Animal & Plant Whole Genome Sequencing (PAWGS)

概要
デモ結果

概要

全ゲノムシーケンス（WGS）は、同じ種の個体または近縁種間の遺伝変異を最も包括的に収集したデータを提供できます。 WGSにより取得される一塩基多型（SNP）、挿入と欠失（InDel）、コピー数多型（CNV）、構造多型（SV）など多型情報は、集団遺伝学研究およびゲノムワイド関連解析（GWAS）で使用されます。様々な病因を調べたり、農業育種に適した動植物を選択したり、集団間の共通な遺伝的変異を特定したりするのに用います。

Service Specifications

アプリケーション

集団遺伝学の研究:

進化と生息統計の推移研究
生物多様性研究
作物開発研究

ゲノムワイド関連解析(GWAS)の研究：

動物医学と繁殖研究
自然淘汰研究

Novogeneの強み

豊富な実績：弊社は数多くのリシーケンスプロジェクト遂行に寄与しており、データは多くの著名なジャーナルに公開されています。
卓越したデータ品質：Q30スコアは80％以上を保証し、Illuminaの公式保証である75％以上を超えています。データ例をご覧ください。
高い検証率：SNPの検証率が95％を超えることをお約束します。

Sample Requirements

Platform Type	Sample Type	Amount (Qubit®)	Purity
Illumina Novaseq 6000	Genomic DNA	≥ 200 ng	OD260/280=1.8-2.0
	Genomic DNA (PCR free)	≥ 1.5 μg
	Genomic DNA from FFPE	≥ 0.8 μg
PacBio Sequel I/II	HMW Genomic DNA	≥ 10 μg (for Sequel I) ≥30 μg (for Sequel II)	OD260/280=1.8-2.0; OD260/230=2.0-2.2; Fragments should be ≥ 30 Kb for Sequel I, ≥ 60 Kb for Sequel II
Nanopore PromethION	HMW Genomic DNA	≥ 10 μg	OD260/280=1.8-2.0; OD260/230=2.0-2.2; Fragments should be ≥ 30 Kb
PacBio Revio	HMW Genomic DNA	≥9 μg	OD260/280=1.8-2.0; OD260/230=2.0-2.2; Fragments should be ≥ 30 Kb

シーケンスパラメーターと解析内容

プラットフォーム	Illumina Novaseq 6000
読み取り長	ペアエンド150
推奨されるシーケンス深度	SNP／InDelの検出: ≥ 10X
推奨されるシーケンス深度	SV／CNVの検出: ≥ 20X
標準データ解析	データ品質管理: アダプター配列を含む等の低質なリード除去
	アライメント, シーケンス深度とカバレッジの統計
	バリアント (SNP, InDel) 検出とアノテーション、統計解析
	オプションデータ解析
	SV検出とアノテーション、統計解析
	CNV検出とアノテーション、統計解析

注：詳細については、サービス仕様をご参照ください。カスタマイズされたリクエストについては、お問い合わせください。

プロジェクトワークフロー

サンプリングとシーケンス方法：

栽培されたモモと近縁種58検体ライブラリー調製
〜350bpインサートDNAライブラリーシーケンス方法
Illuminaプラットフォーム、PE 150bp

結果

A.モモは、チベット高原丘に実った氷河の避難所で中国南西部の約2.5百万年前を起源としています（図1）。

図1モモ種の種分化と生息統計の歴史。

B. 4つの果実の果皮または味覚関連候補遺伝子（EXPA16、ペクチンリアーゼ様、CAD9、およびPMT5）のコピー数は、家畜化および/またはその後の改善の過程でP. persicaで増加しました（図2）。

図2モモの栽培化と改良における果実の果皮と味に関与するCNV。

C.果実サイズ（CNR9およびCNR10）および果皮の色（NAC078およびTTG1）に関連するこれらのいくつかの候補遺伝子内のいくつかのSNPについて、有意なハプロタイプの分化パターンが観察された（図3）。

図3モモの栽培化と改良における果実の大きさと果皮の色の段階的な選択。

結論：

本研究は、桃の利用可能なゲノムデータ量を劇的に増やし、マーカー選択において貴重な情報となります。桃特有の果実形質の進化の歴史を明らかにし、多年生果樹作物の進化の理解において新しい進化モデルを提供し得るものです。

コットンのコアコレクションをリシーケンスすると、ゲノムの変動と、繊維の品質と収量に影響を与える遺伝子座を特定

緒論：

畑綿は最も広く栽培されている種であり、世界の綿生産の90％以上がこの品種であり、このことはこの種の幅広い適応性と高収量の特性を反映しています。繊維の特性は紡績糸の品質にとって必須であるため、繊維関連の形質を遺伝子操作する技術は、伝統的な育種とバイオテクノロジーによる改良の極めて重要なターゲットとなっています。そのため繊維の品質と収量を支える多様な生殖質と対立遺伝子のゲノム変異を徹底的に調査する必要があります。しかしながら、コアコレクション複数の環境下での表現型解析を伴う研究は綿ではほとんど行われていません。

サンプリングとシーケンス方法：

サンプル

コットン419検体ライブラリー調製
350bpインサートDNAライブラリーシーケンス方法
lluminaプラットフォーム、PE 150bp

結論

A. 419種の系統から合計3,665,030のSNPが同定されました。 419種の系統は、G1、G2、およびG3の3つの遺伝的グループに分類されました。連鎖不平衡の減衰率（LD）は、異なる遺伝子グループ間で変動を得るために、最大値（0.46）から742.7 kbにおける半値までのペアワイズ相関係数（r2）として計算しました。

B.合計11,026（特性間の反復を除く7,383）SNP（P <10-6　。これ有意差の話10マイナス６乗以下）は、13の特性と有意に関連していました。これらのうち、3,806個のSNPが少なくとも3種類のデータで繰り返し観察されました。

Fig. 4 Phylogenetic tree, Pca, genetic structure and LD decay of the 419 accessions.

Fig. 5 Comprehensive diagram illustrating the relationships among chromosomes, associated SNPs and genes, traits, fiber developmental stages and transcriptome analysis.

PTPN1の遺伝的変異はチベットの移動性バッタの超高度低酸素症への代謝適応に寄与する

緒論：

高山で生きる動物とヒトは、組織の酸素供給と利用を強化するために、異なる特性を進化させてきました。超高度低酸素症への生物的適応の根底にあるメカニズムを明らかにすることは注目を集めており、心不全やさまざまな癌のような低酸素症に特徴的な人間の病気の理解に寄与します。脊椎動物とは異なり、昆虫は効率的な酸素供給のために気管システムを使用します。ただし、超高度低酸素への昆虫の適応の遺伝的根拠はまだ明らかになっていません。

サンプリングとシーケンス方法：

サンプル

8つの地域からのバッタ24匹ライブラリー調製
150bpインサートDNAライブラリシーケンス方法
Illuminaプラットフォーム、PE 150bp

結論

A. 22個体は、中国で地理的に異なる2つのバッタの個体群を表しています。チベットのイナゴは、分類学上同じ種でしたが、低地のイナゴよりも体のサイズが約20％小さくなりました（図6）。

Fig. 6 Phylogenetics of migratory locust based on whole-genome SNPs.

B. 113.8 Mbゲノム領域の484遺伝子に、ポジティブセレクションされた遺伝子（PSG）候補がアノテーションされました。 PSG結果の発現分析は、低地のイナゴのエネルギー代謝が低酸素によって高度に抑制されるのに対し、チベットのイナゴは低酸素ストレスに対する代謝の頑健性を進化させたことを示しています（図7）。

Fig. 7 Selective sweep and expression analysis of hypoxia adaptation.

C.チベットのイナゴのPTPN1の遺伝子多型は、中国南部と北部の低地のイナゴの両方から分離された。標高が3700 mを超えるチベットイナゴのPTPN1点突然変異体は、他のすべての個体群よりも高いホモ接合性を示しました（図8）。
この研究は、昆虫による超高度低酸素への代謝適応特有のメカニズムを明らかにし、動物における超高度適応の複雑な生物学的特徴の理解に示唆を与えます。