PacBio第三代测序技术引领基因测序新篇章


       以美国Pacific Biosciences公司为代表的最新的第三代测序技术，相比第二代高通量测序技术，采用了更为先进的SMRT（Single molecule real-time）单分子实时测序技术，从而避开了第二代测序技术中依赖于PCR扩增起始DNA片段的步骤（用于放大碱基荧光信号）。PacBio专利的SMRT技术的诞生赋予了第三代测序技术全面的优势：
  1. 不依赖于PCR扩增富集待测DNA片段
  2. 测序读长轻松达到10 kb甚至更长独有的CCS环形一致性测序模式（Circular-consensus sequence）
  3. DNA聚合酶系统强大
  4. 能够直接原位检测碱基修饰
应用范围
菌群组成谱全长测序研究

       基于PacBio三代测序平台，能够轻而易举地读取群落微生态系统中所有微生物的rRNA基因/ITS全长序列，不再受制于短序列的局限性，并充分保障全长序列的测序精确性，从而在种甚至菌株等精细水平更全面更深入地解析菌群多样性和组成谱。

应用领域

  • 微生物组与环境互作关系的研究；
  • 微生物组与宿主共生关系的研究；
  • 微生物组在临床医学和精准医疗领域的应用；
  • 微生物组在发酵工艺、食品加工/检测等行业的应用。

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全长转录组测序

       基于PacBio三代测序平台的全长转录组测序，可直接获取mRNA全长序列，更为精准地解读mRNA结构信息，重点关注基因的可变剪切、融合基因等。

应用领域

  • 获得基因组未知物种的基因集，用于基因功能研究
  • 基因结构差异分析
  • 发现新转录本
  • 分子机制研究
  • 基因表达调控研究

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动植物基因组从头测序
       De novo测序，即从头测序，是指为了获得该物种完整的基因组序列图谱，构建不同长度的DNA片段文库进行序列测定，然后用生物信息学方法对片段进行拼接、组装和注释。基于PacBio三代测序平台拥有长读长、无GC偏好性等特点，能够覆盖基因组中的复杂和GC异常的区域，显著地提高组装的contig N50。与二代相比，纯三代测序数据的组装contig N50能提高10-20倍。

应用领域
动植物基因组的从头组装
动植物基因组的优化与完善

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细菌全基因组完成图测序

       细菌完成图测序是指对基因组序列未知或无近缘物种基因组信息的某个物种，构建不同插入片段的基因组文库，基于 PacBio第三代单分子测序技术结合第二代高通量测序技术，对这些文库进行序列测定，利用生物信息学方法进行拼接，获得完整的染色体及质粒序列，解析编码信息和表观遗传修饰信息。

应用领域

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真菌近完成图测序

       真菌近完成图测序是指对基因组序列未知或无近缘物种基因组信息的某个物种，构建不同插入片段的基因组DNA文库，采用第三代单分子测序技术结合第二代高通量测序技术对文库进行序列测定，然后利用生物信息学方法进行组装和注释，从而获得该真菌的全基因组和甲基化组。

应用领域

  • 获得接近完整的真菌全基因组序列图谱
  • 获得甲基化修饰相关信息（6mA和4mC）
  • 解析真菌基因组中存在的大片段重复序列

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