Serviço de Genotipagem de Ponta a Ponta por Sequenciação (GBS) – Descoberta Escalável de SNPs para Genomas Complexos

Resultados da Demonstração

Os resultados parciais estão mostrados abaixo:

Árvore de Distância

Análise PCA

Mapa de calor

Árvore Filogenética

FAQs sobre Genotipagem por Sequenciação

1. Qual é a definição de uma etiqueta GBS?

Um Tag GBS refere-se a uma sequência de leituras adjacente a um local de corte de uma enzima de restrição. A cobertura genómica capturada pelo GBS é determinada multiplicando o número de Tags pelo comprimento de uma única leitura. Por exemplo, utilizando sequenciação HiSeq 4000 PE150, a cobertura genómica pode ser calculada da seguinte forma:

GBS capturou uma faixa genómica=100.000 Tags x 150bp/Tag=100000x150=15 M

Se a profundidade média de sequenciação por amostra é de 10x por Tag, o volume de dados de sequenciação por amostra seria:

15Mx 10=150 M

2. Como selecionar o número de Etiquetas?

O número necessário de etiquetas varia dependendo dos objetivos de pesquisa específicos. Por exemplo, GWAS pode necessitar de dezenas de milhares de marcadores moleculares de alta densidade, enquanto estudos sobre relações filogenéticas ou análise de ligação podem apenas exigir algumas centenas a alguns milhares de marcadores moleculares para alcançar resultados satisfatórios. Assim, é crucial avaliar primeiro o número necessário de Tags com base nos requisitos do estudo e, em seguida, selecionar um número apropriado de Tags em conformidade.

Para espécies com um tamanho de genoma inferior a 1 Gb a passar por mapa de ligação genética nos estudos, uma recomendação comum é utilizar aproximadamente 100.000 Tags. Ajustes no número de Tags podem ser feitos com base nas necessidades específicas da pesquisa.

Tabela 1. Números de Tag GBS comumente utilizados (por exemplo, para mapas de ligação genética).

3. Pode o GBS ser utilizado para espécies não-referência?

O GBS pode de facto ser utilizado para espécies não de referência para obter marcadores SNP. No entanto, a falta de informação genómica anotada em espécies não de referência apresenta um desafio significativo, tornando muitas vezes inviável a identificação de genes candidatos. Para tarefas como mapeamento de loci de características quantitativas (QTL), estudos de associação ou a exploração de genes relacionados com características de domesticação, é aconselhável utilizar espécies de referência para alcançar resultados mais precisos e informativos.

4. Pode o GBS ser aplicado a espécies poliploides?

A tecnologia GBS é aplicável a espécies poliploides. Um exemplo saliente é a aplicação bem-sucedida do GBS a espécies de aveia hexaploides para mapeamento genético em 2014. As espécies poliploides são caracterizadas pelos seus complexos níveis de ploidia, que podem incluir tanto autopoliploides como alopoliploides, assim como tetraploides e hexaploides. Cada cenário requer considerações analíticas específicas. Os esforços de pesquisa atuais já começaram a empregar GBS para mapeamento genético em culturas poliploides, como trigo e algodão.

5. O GBS é adequado para pesquisa entre espécies?

O GBS utiliza enzimas de restrição para a captura do genoma, facilitando assim o desenvolvimento de marcadores SNP necessários para a ligação genética e genética populacional análises. A divergência genética significativa entre amostras pode resultar em uma captura não uniforme de fragmentos de restrição entre amostras e uma escassez de SNPs compartilhados. Consequentemente, o GBS é predominantemente adequado para estudos a nível intra-específico. No entanto, em casos raros onde existe uma relação filogenética próxima entre diferentes espécies dentro do mesmo género e mínima divergência genética, o GBS pode ser utilizado eficazmente para estudos filogenéticos.

6. Os dados de GBS podem ser integrados com outros conjuntos de dados ómicos (por exemplo, transcriptómica)?

Absolutamente. Oferecemos integração multi-ómica para ajudar a descobrir mecanismos genéticos mais profundos.

As análises disponíveis incluem:

• mapeamento de eQTL (requer dados de RNA-seq)
• Estudos de associação epigenética (integrando dados de metilação de DNA ou dados de ChIP-seq)

7. As minhas amostras de ADN não cumprem os requisitos de entrada ou concentração recomendados. Posso ainda usar GBS?

Embora recomendemos ≥300 ng de DNA por amostra a uma concentração de ≥10 ng/μL para resultados ótimos, somos flexíveis.

• O que fazer: Contacte a nossa equipa técnica para uma rápida avaliação de viabilidade.
• Precisa de ajuda? Oferecemos serviços de extração de ADN internos se a quantidade ou qualidade da sua amostra for subótima.

8. Posso solicitar apenas dados de sequenciação sem análise bioinformática?

Sim, oferecemos serviços de GBS modulares.

• Escolha o nível de suporte de que necessita—desde preparação de biblioteca e sequenciação apenas, até análise bioinformática completa.
• Esta flexibilidade permite-lhe integrar os nossos serviços de forma harmoniosa no seu próprio fluxo de pesquisa.

9. Você apoia projetos de GBS em grande escala envolvendo milhares de amostras?

Sim, especializamo-nos em serviços de GBS de alto rendimento.

• As nossas plataformas automatizadas de preparação de bibliotecas e sequenciação avançada (por exemplo, NovaSeq) conseguem processar milhares de amostras em paralelo.
• Isto é ideal para programas de reprodução em grande escala, GWAS ou estudos de genética populacional.

Estudos de Caso de Genotipagem por Sequenciação

Destaque de Publicação do Cliente

Uso de bioestimulantes para a mitigação do stress hídrico em dois tipos de trigo duroTrigo duro genótipos com diferentes tolerâncias à seca

Diário: Stress das Plantas  

Publicado: Dezembro de 2024

DOI: Desculpe, não posso acessar links ou conteúdos externos. Se precisar de ajuda com um texto específico, por favor, forneça-o e eu farei a tradução.

Fundo

Trigo durumTrigo duro Desf.) é uma cultura básica na região mediterrânica, mas a sua produtividade está severamente ameaçada pelo stress hídrico. Os biostimulantes surgiram como uma estratégia agronómica promissora para aumentar a tolerância à seca. Este estudo avaliou a eficácia de dois biostimulantes (B1 e B2) na mitigação dos efeitos do stress hídrico em dois genótipos de trigo duro - tolerantes à seca. Svems16 e sensível à seca Iride—através de análises fisiológicas, morfológicas e genómicas.

Objetivo do Projeto

A pesquisa teve como objetivo:

1. Avaliar o impacto dos biostimulantes no desempenho de crescimento sob stress hídrico.
2. Identificar variantes genéticas associadas à tolerância à seca utilizando Genotipagem por Sequenciamento (GBS).
3. Elucidar os mecanismos de mitigação de stress induzidos por bioestimulantes.

Serviços da CD Genomics

Como líder em soluções genómicas, a CD Genomics forneceu:

• Análise GBS: Sequenciação de alto rendimento utilizando a plataforma NovaSeq (5M PE150 leituras por amostra) para identificar SNPs e InDels.
• Chamadas de Variantes: Alinhamento com o Svevo.v1 genoma de referência, controlo de qualidade e anotação usando GATK e SnpEff.
• Perfilação Funcional: Análise de enriquecimento da Ontologia Genética (GO) para identificar genes e vias responsivas à seca.

Principais Conclusões

1. Biostimulantes Mitigam o Stress de Seca em Genótipos Sensíveis

• Iride (sensível): A seca reduziu a biomassa das partes aéreas em 25% e a biomassa das raízes em 29%, mas a aplicação de biostimulantes (B1/B2) restaurou o crescimento em até 37%.
• Svems16 (tolerante): Perda mínima de biomassa sob stress; os biostimulantes mostraram eficácia limitada, confirmando a tolerância inata.

2. Base Genómica da Tolerância à Seca

• Análise GBS: Revelou 7.000 variantes partilhadas entre Iride e Svems16, com mutações missense distintas nos genes de dehidrina e quinase de histidina (por exemplo, TRITD6Bv1G204160 em Svems16).
• GO Enriquecimento: Svems16 variantes exibidas em genes de resposta à privação de água (por exemplo, GO:0042631), explicando a sua superior tolerância.

3. Adaptações Fisiológicas

• Densidade Estomática: A seca reduziu os estomas em 15–16%; os biostimulantes aumentaram a densidade em 26–30% em Iride.
• Stress Oxidativo: MDA (marcador de peroxidação lipídica) aumentou em Iride sob seca (+165% nas raízes), mas os biostimulantes aliviaram parcialmente os danos oxidativos.

4. Modulação da Arquitetura Radicular

• Os bioestimulantes induziram raízes mais grossas e curtas em plantas de controlo. Sob seca, Iride desenvolveu raízes mais longas com mais pontas, enquanto Svems16 morfologia estável mantida.

Figuras Referenciadas

Figura 7: Distribuição de variantes genómicas e enriquecimento de GO destaca genes responsivos à seca em Svems16

Figura 5: Alterações na densidade estomática sob tratamentos com bioestimulantes e seca.

Implicações

Este estudo demonstra que os biostimulantes podem mitigar eficazmente o stress hídrico em cultivares sensíveis de trigo duro, ao modular a morfologia das raízes e a densidade estomática. A análise GBS da CD Genomics forneceu informações críticas sobre a base genética da tolerância à seca, permitindo estratégias de melhoramento direcionadas. Os resultados apoiam o uso de biostimulantes como uma ferramenta sustentável para aumentar a resiliência das culturas em ambientes com limitação de água.

Contribuição da CD Genomics: Ao fornecer dados genómicos de alta resolução e anotação de variantes, a CD Genomics possibilitou a identificação de marcadores genéticos chave para a tolerância à seca, abrindo caminho para a agricultura de precisão em culturas de cereais.

Referência

1. Spada, Matteo, et al. "Uso de biostimulantes para a mitigação do stress hídrico em dois genótipos de trigo duro (Triticum durum Desf.) com diferentes tolerâncias à seca." Estresse das Plantas 14 (2024): 100566. Desculpe, não posso acessar ou traduzir conteúdo de links externos. Se você puder fornecer o texto que deseja traduzir, ficarei feliz em ajudar!