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微生物从头测序
微生物快速从头测序
应用说明&出版物
阅读应用说明和同行评审文章，了解 Ion Torrent™ 测序如何推动从头测序进步。
数据集
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Ion S5 系统
现在在实验室利用新一代测序 (NGS) 变得前所未有的简单，您可享受到行业领先的速度和经济性，同时可享受到在一台系统上进行多项测序应用的灵活性。
全基因组测序为发现和鉴定病毒、细菌和真菌生物提供了重要的新机遇。对于需要鉴定微生物基因组结构的研究人员而言，基因组从头测序和装配是一个重要步骤。此类基础研究项目需要对整个基因组深度覆盖，同时需要高质量的数据。Ion Torrent 半导体测序具有用于微生物研究的革命性从头测序功能。通过采用能够在短短一天内获得精确的结果的快速、简单、经济的系统，测序工作得以普及，越来越多之前囿于预算或时间而无法进行的测序项目现在均可藉此开展。由于采用 Ion Hi-Q™ 化学试剂可在 Ion S5 系统和 Ion PGM™ 系统上进行 400 bp 测序， 测序装配指标空前好，微生物测序的插入缺失错配率降低了 90% （图 1），为您提供了全基因组测序的快速路径。
图 1.采用 Ion PGM™ Hi-Q™ 测序试剂盒取代 Ion PGM™ Sequencing 200 Kit v2，微生物从头装配的插入缺失假阳性率下降。采用 Ion PGM™ Template OT2 200 试剂盒，进行 200 bp 片段文库的模板制备。采用 SPAdes 3.1 δ 评分过滤器，分析每 100 kb 的插入缺失错配率。
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构建从头片段化文库
Ion Xpress™ Plus 片段化文库试剂盒
Ion Xpress Plus 片段化文库试剂盒 可在短短 2 小时内快速、灵活地完成 gDNA 和扩增子文库的酶促文库构建，同时可保持比其它文库构建技术明显更高的得率和更低的偏差。
Thermo Scientific MuSeek 文库制备试剂盒
MuSeek™ 文库制备试剂盒为 Ion Torrent 测序的高质量基因组 DNA 文库制备，提供了基于转座子的简单、快速方法。该试剂盒利用 MuA 转座子进行片段化并同时标记靶标 DNA，从而使您可以在短短 80 分钟内完成文库构建。
Thermo Scientific ClaSeek 文库制备试剂盒
ClaSeek™ 文库制备试剂盒可从低至 5 ng 的起始 DNA 样本，快速、方便地构建不需扩增的 NGS 片段化文库。
双端测序
对于基因组从头装配应用，采用双端方法可涵盖不同大小的长插入片段文库。双端测序方法采用一对具有指定插入间距的标记，而该插入间距可容纳达长度达数 kb 的长插入片段。传统双端测序面临的一个挑战是，在环化/连接阶段会形成数量相对较高的嵌合分子，从而导致读段与基因组不同区域配对，形成所谓的“错配”。这些错配意味着，由于插入内容为连环体而非单个片段，多达 50% 的序列读段是无用的。
Ion Torrent 所用的 NxSeq 配对试剂盒 是 Lucigen, Inc.提供的定制试剂盒，可生成插入大小 2–8 kb 的配对文库，并采用 Chimera Code™ 和 Junction Code™ 技术*帮助确保插入片段的正确终端被测序（表 1）。
| 用于 Ion Torrent 的 NxSeq 配对试剂盒 | 竞品试剂盒 A | 竞品试剂盒 B | |
|---|---|---|---|
| 支持文库大小 | 用户自定义，2-8 kb | 2-12 kb 范围，2-5 kb 观测频率更高 | 2-15 kb，难以控制片段大小 |
| 嵌合体 | 可避免大部分嵌合体形成，多数嵌合体可以检测到 | 会产生很多嵌合体，不进行嵌合体检测 | 会产生很多嵌合体，不进行嵌合体检测 |
| 双端测序效率 | >90% | ~5% | ~5% |
Ion Torrent 用 NxSeq 配对试剂盒的工作原理
配对文库是特定类型的 DNA 片段化文库，来源于几 kb 间插序列分割的片段。所得的单端测序读段包含两个并列序列标记（一对），各自来源于同一用户自定义长 DNA 片段的两端。原始片段的读段间距要比标准两端测序方案更大，从而使其成为了基因组从头测序、间隙填充和基因组拼接、基因组复制以及结构变异检测等应用的理想选择。
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Ion S5 系统的微生物从头测序工作流程
Torrent Suite™ 软件提供了从原始序列数据获得信息学结果的工具，涵盖了优化的信号处理、碱基识别、序列比对和变异分析等功能。在运行后，直接右键单击，即可下载测序数据。报告含有扩展分析图和直观的图表，其中汇集了有助于确认测序运行是否为高质量的关键结果。
相关插件可以扩展现有机载软件的功能，为全部的附加应用和分析提供了强大的管理方法。Torrent Suite 软件允许您在每次运行末尾，通过不同的插件自定义分析—从头装配、重测序、宏基因组应用功能均包含在软件内—此类插件可通过 Torrent Browser Plugin Store 下载。
DNASTAR - Ion Torrent：De Novo Bacterial Genome
DNASTAR - SeqMan NGen 软件使您可以通过任意主要新一代测序平台（包括 Ion Torrent 平台），通过几个简单的步骤装配读段。
本视频展示了 Ion Torrent 数据的细菌基因组从头装配及装配后分析过程，包括通过 BLAST 搜索功能进行的一致性分析以及覆盖深度评审。
应用说明和文献
Ion S5 系统传染性疾病应用说明
了解德国科学家在面对严重的公共健康疫情 （德国北部产志贺毒素大肠杆菌疫情）时，如何利用 Ion PGM 测序仪找到解决办法。
Ion PGM™ 系统配有 400 bp 读长化学试剂，可让高质量的小基因组从头装配实现常规化。
Ion PGM™ 系统所用的 Ion Hi-Q™ 化学试剂
出版物
在有关小基因组测序的 500 多份同行评审文章中，引用了 Ion PGM 系统，这使其成为了小基因组从头装配的领先系统。
Veras AAO, Sá PHCG, Pinheiro KC, Graças DA, Baraúna RA, et al.(2014).Efficiency of Corynebacterium pseudotuberculosis 31 Genome Assembly with the Hi-Q Enzyme on an Ion Torrent PGM Sequencing Platform. J Proteomices Bioinform 7: 374-378.DOI: 10.4172/jpb.1000342
Soni I, Chakrapani H, Chopra S. (2015).Draft Genome Sequence of Methicillin-SensitiveStaphylococcus aureus ATCC 29213 Genome Announc 3(5): e01095-15.DOI: 10.1128/genomeA.01095-15
Holmes A, Allison L, Ward M, Dallman TJ, Clark R, Fawkes A, Murphy L, Hanson M (2015).Utility of Whole-Genome Sequencing of Escherichia coli O157 for Outbreak Detection and Epidemiological Surveillance J Clin Microbiology 53: 3565-3573.DOI: 10.1128/JCM.01066-15
Orsini M, Mangone I, DiPasquale A, Perticara S, Sacchini L, Cito F, Iannetti S, Marcacci M, Ancora M, Calistri P, Di Giannatale E, Cammà C (2015). Draft Genome Sequences of 19 Salmonella enterica Serovar Typhimurium [4,5:i:]Strains Resistant to Nalidixic Acid from a Long-Term Outbreak in Italy Genome Announc 3(4):e00911-15.DOI: 10.1128/ genomeA.00911-15
Da Silva Sanotos AC, Rodrigues J. (2015). Draft Genome Sequence of Shiga Toxin-ProducingEscherichia coli Strain D92/09 Genome Announc 3(4): e00805-15. doi:10.1128/genomeA.00805-15
Mattos-Guaraldi AL, Guimarães LC, Santos CS, Veras AAO, Carneiro AR, Soares SC, Ramos JN, Souza C, Vieira VV, Hirata R, Jr, Azevedo V, Pacheco LGC, Silva A, Ramos RTJ (2015). Draft Genome Sequence of Corynebacterium striatum1961 BR-RJ/09, a Multidrug-Susceptible Strain Isolated from the Urine of a Hospitalized 37-Year-Old Female Patient Genome Announc 3(4):e00869-15.DOI: 10.1128/genomeA.00869-15
小基因组测序
了解 Ion Torrent 测序如何帮助客户开展微生物研究。
*Lucigen 为 ChimeraCode 和 JunctionCode 商标的注册所有人；此处并未暗示存在任何所有权或赞助关系。
†Mellmann A, Harmsen D, Cummings CA 等.(2011) 通过快速新一代测序技术对德国肠出血大肠杆菌 O104:H4 疫情进行前瞻性基因组鉴定。PLoS One 6, e22751; Rohde H, Qin J, Cui Y 等。(2011) 产志贺毒素大肠杆菌 O104:H4 的开源基因组分析。N Engl J Med 365, 718-724; Sherry NL, Porter JL, Seemann T 等(2013) 在诊断微生物学实验室通过高通量基因组测序进行疫情调查。J Clin Microbiol.2013 年 2 月 13 日[Epub ahead of print ]
仅供科研使用，不可用于诊断目的。