重测序技术一本通-第二章

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反转(Inversion)
成对reads比对到基因组上应该是一条正向，一条 反向互补。但结果两条reads都正向或反向互补比 对到参考基因组上
移码突变
• 在正常的DNA分子中，碱基缺失或增加非3 的倍数，造成这位置之后的一系列编码发
生移位错误的改变，这种现象称为移码突
变。
移码突变
多态性分布与差异分析
碱基平均测序深度
1 2 3 4 5 10 15
基因组未覆盖率
3.68E-01 1.35E-01 4.98E-02 1.83E-02 6.74E-03 4.54E-05 3.06E-07
基因组覆盖率
63.21% 86.47% 95.02% 98.17% 99.33% 100% 100%
测序深度与覆盖度
9
10
0
0
0x0200 the read fails platform/vendor quality checks
转为二进制后，以上各位代表含义均为0无据
比对
深度、覆盖度 SNP检测 SV检测
统计与注释
通过深度、质量值等筛选 得到可靠结果
重测序分析流程图
SAMtools
三、基因组重测序的发展
• 2008年4月17日的 Nature 杂志上，美国的科学家 发表了首个利用新一代 高通量测序技术得到的 人类全基因组， 这个基 因组正是“ DNA之父” James D.Watson的 。
2013/1/13
三、基因组重测序的发展
大豆重测序
水稻重测序
第一部分 基因组重测序概况 第二部分 重测序分析原理及内容
颠换
参考基因组上的碱基为G，但实际在物种中测得的为A,该位 点突变类型为颠换，且为纯合。

第四代测序技术
要点一
总结词
第四代测序技术尚处于发展阶段，具有更高的灵敏度和特 异性，有望在基因组学研究中发挥更大的作用。
要点二
详细描述
第四代测序技术以离子半导体技术和纳米孔技术为代表， 具有更高的灵敏度和特异性。这一技术有望在基因组学研 究中发挥更大的作用，特别是在单细胞分析、甲基化研究 等领域具有潜在的应用前景。虽然第四代测序技术尚处于 发展阶段，但其具有巨大的潜力，未来有望成为基因组学 研究的重要工具。
详细描述
第一代测序技术以Sanger等为代表，通过酶促反应对DNA序列进行正向测序，具有高 准确性和高分辨率的特点。然而，由于其测序通量低、成本高，难以满足大规模基因组
测序的需求。
第二代测序技术
总结词
第二代测序技术实现了高通量、高效率的测序，降低了测序成本，成为基因组学研究的主流技术。
详细描述
第二代测序技术通过大规模并行处理和高通量测序，显著提高了测序速度和通量，降低了测序成本。 这一代技术以Illumina的Solexa和Life Technologies的SOLiD为代表，广泛应用于全基因组测序、全 外显子组测序等领域。
测序技术是基因组学、遗传学和生物 信息学等领域的重要工具，对于生命 科学研究、医学诊断和治疗等方面具 有重要意义。
测序技术的发展历程
01
最早的测序技术是Sanger的DNA双脱氧终止法，该方法虽然准确度高，但通量 低，不适合大规模测序。
02
随着技术的发展，出现了高通量测序技术，如Illumina的SBS技术、 LifeTechnologies的SOLiD技术和ABI的NGS技术等。这些技术可以在一次测序 中检测大量核酸序列，大大提高技术的不断进步，单分子测序和实时测序等新型测序技术也相继 出现，进一步提高了测序速度和准确性。

全基因组测序从头测序（denovosequencing）重测序（re展开全文全基因组测序全基因组测序分为从头测序(de novo sequencing)和重测序(re-sequencing)。

从头测序(de novo)不需要任何参考基因组信息即可对某个物种的基因组进行测序，利用生物信息学分析方法进行拼接、组装，获得该物种的基因组序列图谱，从而推进该物种的后续研究。

基因组重测序是对有参考基因组物种的不同个体进行的基因组测序，并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。

基因组重测序主要用于辅助研究者发现单核苷酸多态性位点(SNPs)、拷贝数变异(CNV)、插入/缺失(Indel)等变异类型，以较低的价格将单个参考基因组信息扩增为生物群体的遗传特征。

全基因组重测序在人类疾病和动植物育种研究中广泛应用。

技术路线生物信息分析案例解析1.比较基因组分析采用progressiveMauve软件比对9株大肠杆菌O104:H4分离株的染色体序列，展示可移动遗传元件和基因组可变区域信息，利用核心SNP位点信息构建最大似然进化树揭示菌株间的亲缘关系。

2.重复序列分析采用从头预测和基于数据库比对的两种方法对纳塔尔大白蚁和湿木白蚁的基因组序列进行转座子(TEs)分析，利用RepeatModeler软件对两种方法的结果进行整合分析并构建转座子序列数据库，使用RepeatClassifier软件对转座子进行分类，计算两种白蚁基因组中转座子的序列变异速率，揭示基因组扩张的可能机制。

3.代谢通路重建根据限制性脱氯细菌(PER-K23)基因组注释信息，预测类咕啉的生物合成包含4种代谢途径。

4.基因进化分析利用117个单拷贝编码蛋白的基因序列构建Mollicutes、Haloplasma和Firmicutes菌株的最大似然物种进化树，揭示不同菌株基因组中mreB和fib基因的获得与丢失。

测序策略及数据量测序策略：PE125或PE150建议数据量：根据基因组大小进行30×或50×的测序。