最好的股票配资平台 十年乙醇保存的样本，还能组装高质量基因组？！_研究_生物_物种

物种高质量的基因组为理解系统发育关系、发现进化过程的基本原理最好的股票配资平台，应用基因组方法来表征、监测和保护生物多样性，并最终揭示地球上迷人的生命多样性背后的遗传蓝图提供了强大的基础。因此，生成真核生物物种的高质量基因组已成为生物科学的中心目标。然这对于珍稀以及濒危生物来说面临着巨大的挑战：取样艰难，同时样本的保存和运输通常无法满足要求。

近期，发表在Genome Biology（IF=10.1）上的研究明确表明采用博物馆和自然历史藏馆中收集的生物的标本，利用三代长读长测序技术可以组装得到珍稀生物的高质量基因组！接下来我们一起来看一下这项研究吧。

1.研究背景

三代长读长测序技术凭借其显著的优势，在动植物基因组组装中取得了诸多成绩，但其对DNA的要求也较严格，理想情况下，DNA片段要超过50 kb，最佳选择是选取新鲜样本，在液氮中冷冻，并在-80°C永久保存样品，直到DNA被提取。但这对于很多珍稀、受保护、取样受限的生物来说，新鲜样本往往难以获取。对此，在博物馆以及历史藏馆中收集的生物标本或可成为一种替代品，从而实现生物多样性基因组的研究。

2.主要结果

（1）采用无扩增方案对乙醇保存样品的三代测序

为了测试乙醇保存的样本在三代测序中的有效性，本研究首先针对4种哺乳动物采用无扩增的方案进行三代测序。其中，对于两种鲶鱼物种获得了平均长度分别为8,832和8,783 bp的HiFi reads，总共提供43.8和41.2 Gb的数据量，通过进一步的组装得到了2个2.6和2.59Gb的基因组，contig N50值达到了3.2和2.1 Mb，同时BUSCO完整性评估结果也较高。这表明，从十年乙醇保存的样本中，基于三代测序仍旧可以组装得到高质量的基因组。

表1 样本及物种概况

（2）使用基于扩增的超低起始量方案进行HiFi测序

对于DNA质量较差的样本（Idiurus macrotis和Anguis fragilis），使用微量扩增方案并结合不同的聚合酶进行扩增。成功获得了HiFi reads数据。尽管存在较高的污染水平，但仍能够生成基因组组装。

使用聚合酶A/B进行扩增时，发现存在显著的PCR偏差，导致某些基因组区域缺乏reads覆盖。通过引入聚合酶C，显著减轻了PCR偏差，提高了大基因组的组装质量。鬃毛树懒的基因组组装结果表明，使用聚合酶C的组装contig N50值达到了4.88 Mb，远高于使用聚合酶A/B的组装结果。

图2 用聚合酶A/B和/或C在不同覆盖度下制备的微量扩增方案生成的B. torquatus组装体的连续性

图3 聚合酶A/B产生的读数中的PCR偏倚

图4 鬃毛三趾树懒（Bradypus torquatus）染色体水平基因组组装

（3）跨物种样本测试

除了哺乳动物样本，本研究同时对软体动物及微型节肢动物样本进行了测试。在软体动物组装研究中，针对海蛞蝓（Elysia timida）和双壳类（Scintilla philippinensis）开展的对比实验表明：单独使用聚合酶A/B和C各自生成的数据经过等覆盖度下的比较，显示两者组合后能够进一步提升组装连续性（contig N50值提高约1.4倍），在体型极小的节肢动物水跳虫（Podura aquatica）（其体长仅为1.5 mm，预期基因组大小为200-300Mb）研究中，虽然聚合酶C产生的测序reads相对较短，但其生成的组装连续性指标仍显著优于单一A/B聚合酶方案。这些结果表明，不同类群生物对扩增产物的长度分布具有特异性需求，而动态调整聚合酶组合策略可有效突破传统单一方案的组装瓶颈，为实现复杂基因组的完整性解析提供了重要技术路径。

图5 聚合酶C对软体动物和节肢物种组装的影响

3.研究总结

本文证明了乙醇保存的自然历史收藏样本可以用于三代长读长测序，并通过改进的基于扩增的协议克服了PCR偏差问题，成功实现了高质量的大型基因组组装。该方法不仅适用于哺乳动物，还适用于其他难以测序的物种（如软体动物和节肢动物）。研究结果表明，博物馆藏品可以作为宝贵的样本资源，促进所有真核生物参考基因组的获取。

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参考文献

Long-read sequencing and genome assembly of natural history collection samples and challenging specimens. Genome Biology最好的股票配资平台, 2025.

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