二倍体杂合基因组组装策略

在基因组组装过程中,我们常常碰到一些复杂的基因组,例如高杂合度、高重复、多倍体或者是基因组本身庞大等情况,而一般大基因组都是伴随着高重复和多倍体的。对于高重复,最佳的方案是测序读长...

在基因组组装过程中,我们常常碰到一些复杂的基因组,例如高杂合度、高重复、多倍体或者是基因组本身庞大等情况,而一般大基因组都是伴随着高重复和多倍体的。对于高重复,最佳的方案是测序读长高于重复区域,除此之外仍然没有很好的解决策略,但是对于二倍体杂合基因组,根据目前的技术已经有一些解决的方法。

1. 杂合是什么?

在二倍体物种中,杂合是在同源染色体上的同一位置(或基因座)来自父本和母本的等位基因存在差异。


2. 目前对于二倍体杂合基因组组装有哪些组装策略?

(1) 对于杂合度较低的非模式物种基因组:去冗余,组装出1套标准基因组;

(2) 对于杂合度稍高或者是模式生物基因组:结合亲本/HiC数据(HiC+HiFi),组装出2套单倍型基因组;


attachments-2023-11-vZauttuB654b1f14018e2.png


3. 不同策略对应使用的方法

(1)  组装出1套标准基因组:

CLR或是ONT数据的单独组装结果中,很可能残存单倍型的冗余。BUSCO评估的duplication比例高,则表明我们需要进行去冗余。

去冗余有两个思路,一个是结合测序数据,看contig的覆盖深度是否与纯合峰深度一致,或是仅为纯和峰深度一半。若contig深度为一半,则需要找是否存在另外一个和它同源的contig深度与其相当。结合深度信息和contig之间的同源性做杂合contig的判断。该思路的软件:Purge_haplogs、Purge_dups等;第二种基于contig自身比对相似性覆盖度情况,来判断contig是否需要保留,同时会结合其他信息。如HapSolo会结合BUSCO信息进行判断。


attachments-2023-11-7IsSE2B0654b214fb5c09.png

第一种思路的深度分布图


(2)  组装两套基因组:

第一,可以结合HiC进行组装,软件有:hifiasm;verkko;FALCON-Phase。

第二,结合亲本测序数据,软件:canu;verkko;hifiasm。

其中hifiasm是对组装之后的graph进行拆分,canu是对reads进行拆分后进行组装。

attachments-2023-11-Eu7KCNPN654b2562884de.jpg

canu策略


参考资料:

Purge Haplotigs: allelic contig reassignment for third-gen diploid genome assemblies | BMC Bioinformatics | Full Text (biomedcentral.com)

HapSolo: an optimization approach for removing secondary haplotigs during diploid genome assembly and scaffolding | BMC Bioinformatics | Full Text (biomedcentral.com)

De novo assembly of haplotype-resolved genomes with trio binning | Nature Biotechnology



  • 发表于 2023-11-08 14:08
  • 阅读 ( 2049 )
  • 分类:基因组学

你可能感兴趣的文章

相关问题

0 条评论

请先 登录 后评论
Ti Amo
Ti Amo

50 篇文章

作家榜 »

  1. omicsgene 702 文章
  2. 安生水 351 文章
  3. Daitoue 167 文章
  4. 生物女学霸 120 文章
  5. xun 82 文章
  6. rzx 78 文章
  7. 红橙子 78 文章
  8. CORNERSTONE 72 文章