了解植物病原体使用光学映射
Macrophomina phaseolinaMS-6是一种真菌病原体。一种饲养的寄生虫，它是寄生在其宿主的死组织。它可能导致500多个宿主植物中的几种绝望疾病，包括黄麻，棉花，玉米，地生，马铃薯等作物。它是一种土壤传播的真菌，已知将黄麻的产量降低30％。在土壤中，这种真菌可以长达15年而不攻击主人。它可以在极端的环境条件下存活，包括高温，不同的pH值，干旱和低土壤水分。
黄麻是孟加拉国重要的经济作物，对国家经济的贡献很大。它是该国第二大外汇收入来源。这种真菌病原体在黄麻生产的不利影响使它成为研究社区的一个兴趣点。研究人员的目标是研究这种真菌的整个基因组，以了解这种真菌的细节Macrophomina phopololina.'感染机制。使用下一代测序（NGS）来获得生物体的整个基因组。然而，NGS产生了妨碍了De Novo集会的大量短读。这是由于基因组的复杂和重复的区域。所获得的数据具有广泛的空隙和误解。
光学制图——全基因组测序的新希望
传统的全基因组测序方法(如NGS)所表现出的复杂性，使得开发新技术的需求不断升级。孟加拉国黄麻研究所黄麻基础和应用研究项目的科学家使用一种无错误的工具获得MS-6 DNA序列，以克服NGS产生的障碍。他们应用光学绘图(OM)来获得改进的基因组数据。全基因组光学制图是一项前沿技术，可以解决几个问题。它估计了支架之间的距离，并在不增加新的碱基的情况下将它们组合成更长的序列。它也作为一个模板，从头基因组序列组装，这允许精确检测和定量基因组的广泛结构变化。光学测绘还可以生成高分辨率、有序、高通量的基因组地图数据，提供关于基因组结构的信息。
光学映射也可以生成
高分辨率、有序、高通量的基因组图谱数据提供了关于基因组结构的信息。
OM分析所涉及的步骤
m . Phaseolina从一株黄麻病侵染株中分离到MS-6，采用球化、裂解、洗栓、限制性内切酶筛选等技术提取巨碱基DNA。后面涉及到的步骤是- MapCard设置，光学映射装配，以及使用MapSolver对齐。
共检测BamH、EcoRI、Kpnl、Nhel、Xbal等13种限制性内切酶，寻找最高效、可接受的限制性内切酶。使用Enzyme.pl脚本(内部脚本)寻找最佳的限制性内切酶用于计算各种限制性内切酶的限制性片段统计。根据平均片段大小(kb)、大于100 kb的片段、最大片段大小以及5 ~ 20 kb片段之间平均片段大小的百分比最高等因素选择最佳的限制性内切酶。
要构建共识光学映射，将使用Argus System Butig Map汇编程序将MapSet（从所有运行创建的总数据集）放在一起进行组装。每个MapCard的集成数据使用MapSolver软件对齐。该软件采用动态编程算法来确定每个提供的序列折叠的光学图中的最佳位置。
一个有价值的工具
Kpnl，其次是Ndel和Xbal对于较长的片段显示出更好的结果。Kpnl是最有效、最可行的限制性内切酶。用Kpnl限制性内切酶对高分子量DNA进行酶切，并在光芯片上染色。它从19张MapCards中提取了71 GB的原始数据。光芯片分析共提供了270,343个单分子限制性片段(Single-Molecule Restriction Fragments, SMRMs)，平均大小为263.22 kb。此外，分子的组装形成了12个明确的超级支架(称为染色体)，端粒端钝。
黄麻是孟加拉国重要的经济作物，对国家经济的贡献很大。
通过使用argstm光学测绘系统加入所有smrm，染色体的大小从1.6到6.7 Mb，总共跨越49.723Mb。N50的支架数量也从94个减少到88个，最大的支架的尺寸增加了2 Mb。N50被放置在OM支架5上，而不是NGS支架6上，考虑到连续性、效率和发展。N90从支架14的1.4 Mb移动到支架11的2.9Mb。该技术生成了270,343个基因组DNA分子(>250 kb)，与NGS组装并对齐，以获得序列延伸。通过对NGS和OM数据的组合和对齐，解决了以往的错配、低质量组装、逆序列等问题。该方法直接有助于天然气水合物组件的改进和验证。这也为加强我们对真菌染色体进化的理解提供了一个有价值的工具，并为以生物技术上合理的方式保护它们提供了一个机会。
未来的范围
光学制图最初用于细菌、寄生虫和真菌的全基因组构建，现在已发现应用于大规模基因组项目的装配验证。本研究强调了光学图谱在提供MS-6基因组中的重要意义。它还强调了该数据在发展一个逻辑策略的应用，可以促进理解宿主病原体相互作用。这些发现可以作为未来研究的基础。研究不同的病原体及其与宿主的相互作用可以受益于全基因组光学作图方法。这种尖端技术暴露出了一致性和不一致性，如逆反、低质量组装、孔洞和重叠。这有助于修复NGS的错误组装。基于这些结果，OM创建了一个改进和验证的组装，可以帮助我们理解真菌染色体的进化。在本研究中提供的装配也可以帮助未来其他真菌的染色体重排。它还可以在宿主和病原体控制步骤之间的串扰现象的发展中发挥作用。 Researchers may look to the improved non-erroneous longer scaffold-based chromosomal spanned assembly as a turning point in their search for pestilential tools and survival dimensions in various environments.
个人反应
您是否有计划在其他植物病原体上使用这种技术？
光学测图可以很容易地跨越基因组区域，而DNA测序很难解决。它还有助于基因组支架、基因组组装完整性验证、大规模结构变异检测，并可用于菌株分型。因此，我们计划在新出现的黄麻病——枯萎病(Fusarium wilt，Fusarium oxysporum)在不久的将来。这有助于我们发展病原体和宿主之间的串扰现象。