最近10X Genomics在單細胞領域可謂火的一塌糊涂，在基因組領域，因為10X Genomics采用長片段DNA建庫（＞50Kb），僅用10X Genomics便可進行基因組組裝，以低成本獲得物種的高質量基因組；另外10X Genomics還可以用于輔助基因組組裝，提升已有的基因組質量；當然10X Genomics用于重測序能夠更好的發現大的結構變異（SV）。接下來，一起看看用10X Genomics技術發的那些大文章吧！
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一 僅用10X Genomics構建物種基因組
10X Genomics de novo僅需構建一個長片段DNA文庫，約70X的數據即可實現該物種基因組的高質量組裝，因為成本超低，所以更合適泛基因組研究。
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1 17個人泛基因（Nature Communications，2018）
人類參考基因組極大的促進了現代生物學研究，但是參考基因組并不能包括人類群體的所有遺傳信息。結構變異（SV）對基因組的多樣性具有重要意義，先前由于技術和成本的限制，很難對插入類型的SV進行鑒定。該研究利用10X Genomics技術，構建了5個不同人種共17個人的泛基因組（5個非洲人、3個北美人、4個東亞人、3個歐洲人和2個南亞人），每個基因組Scaffold N50平均為18Mb。一共鑒定到1842個不在參考基因組中且唯一的插入變異（non-reference unique insertions，NUIs），序列長度總計2.1Mb。其中64%的NUI是人類祖先序列，因為它們在非人類的靈長類基因組中發現。此外，37%的NUI能在人類轉錄組中發現。
圖1 在17個人基因組中鑒定NUI的流程
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2 大豆野生種基因組（PlantJournal，2018）
Glycine latifolia是和大豆親緣關系比較近的27個野生多年生植物中的一個，其遺傳多樣性和許多農藝性狀是大豆所不具備的。該研究利用10X Genomics技術組裝出了一個939Mb的G. latifolia基因組草圖，Scaffold N50達1.05Mb，利用遺傳圖譜信息將Scaffolds掛載到了20條染色體中。對5種豆科植物比較分析發現，和防御相關的基因明顯地存在于Glycine屬特異同源基因家族中。G. latifolia基因組的組裝和注釋為大豆提供了更多的遺傳變異位點和基因資源，能夠為以后改良大豆提供幫助。
圖2 G. latifolia基因組圖譜
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二 10X Genomics數據輔助基因組組裝
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由于10X Genomics進行長片段DNA建庫，因此可以提供超長的跨度信息，可用于輔助基因組Scaffold的搭建，輕松提升基因組組裝質量。
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1 玉米W22基因組（Nature Genetics，2018）
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?該研究對玉米W22自交系進行高深度的Illumina測序，結合10X Genomics技術對W22基因組進行de novo組裝。通過光學圖譜、SNP標記等方法評估W22基因組組裝質量，并對初始的組裝結果進行調整，最終得到的W22v2基因組大小為2.13Gb，Scaffold N50達35.5M，與B73基因組相比，轉座子組成、拷貝數變異、單核苷多態性等多種尺度上存在顯著的結構異質性。
表1 W22基因組組裝參數統計
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2 小麥A基因組（Nature，2018）
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烏拉爾圖小麥（基因組約為5Gb）是普通小麥中A基因組的原始二倍體供體。在該研究中，通過對A基因組進行BAC測序，結合PacBio、BioNano和10X Genomics技術，最終完成了烏拉爾圖小麥材料G1812的基因組測序和精細組裝，繪制出了小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41,507個蛋白編碼基因。與水稻、高粱和短柄草基因組的比較和共線性分析，推演出了小麥A基因組7條染色體的進化模型，并鑒定出了小麥A基因組從二倍體，經四倍體到六倍體進化過程中的染色體結構變異。
圖3 小麥A基因組組裝流程圖
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3 蘭花基因組（Nature，2017）
圖4 蘭花形態進化中涉及到的MADS-box基因
博奧晶典10X Genomics基因組優勢
1. 僅需構建一個10X Genomics 文庫，成本超低。
2. 大跨度 Linked-reads為Contig準確組裝成Sca?old提供充分支持。對已有的基因組序列能夠有效延長Sca?old長度。
3. 作為國內第一家引進10X Genomics平臺的服務商，博奧晶典已成功建庫300+個，具有豐富的項目經驗,可提供穩定可靠的結果。
4. 組裝算法的優化大幅縮短了組裝周期。
5. 具有豐富的信息分析經驗豐富,可提供高質量組裝結果。
表2 博奧晶典已完成的10X Genomics基因組組裝項目（部分）
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物種 |
Size（Gb） |
Contig N50（Kb） |
Scaffold N 50（Mb） |
組裝軟件 |
|
水稻 |
0.38 |
56 |
1.45 |
Supernova 1.2 |
|
某果樹1 |
0.78 |
45 |
1.15 |
Supernova 1.2 |
|
某果樹2 |
0.3 |
57.23 |
2.27 |
Supernova 2.0 |
|
某魚類 |
0.43 |
42 |
5.38 |
Supernova 2.0 |
|
某鳥類 |
1 |
72.6 |
9.1 |
Supernova 1.2 |
|
某哺乳動物 1 |
2.5 |
82.6 |
12.4 |
Supernova 1.2 |
|
某哺乳動物 2 |
2.3 |
108 |
40.8 |
Supernova 2.0 |
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