微生物组学
深度剖析宿主与环境微生物群落演变，揭示微生态与健康的复杂交互。
细菌基因组 DE NOVO 测序
细菌基因组de novo测序是指在无参考基因组的情况下，通过测序技术获取细菌全基因组序列并从头组装的技术，核心目标是解析未知或未完成基因组注释细菌的完整遗传信息。其技术价值主要体现在三大领域：基础研究；临床应用；工业与环境应用。传统细菌基因组测序依赖短读长技术，但受限于读长较短（通常50-300bp），难以跨越细菌基因组中的重复区域，导致组装结果存在“缺口（gap）”，且无法完整捕获环状质粒、噬菌体等额外遗传元件。随着长读长技术的突破，这一问题得到解决。目前，细菌基因组de novo测序已从碎片化组装迈向完整环状完成图阶段，成为微生物学研究从序列获取到功能解析的核心工具。
原理介绍
细菌基因组de novo测序的核心是多技术互补，通过长读长技术解决组装连续性，短读长技术保证序列准确性，辅助技术完善遗传元件解析，最终实现完整基因组构建。细菌基因组de novo是对细菌基因组测序后从头组装。步骤为先将细菌的染色DNA机械地随机切割成一定相对分子质量范围的片段，根据不同的测序策略，构建对应大小文库，然后进行大规模测序。最终的组装水平根据研究的需要和细菌本身的特点而定，其中最高的指标是一条contig，即基因组的完整序列。在组装的基础上，进行基因组组分分析，功能注释等分析，推测ORF是否为真实蛋白编码序列，检查功能位点，分析共有序列或特征序列、单个基因或基因间相互作用、表达调控等功能，细菌de novo测序已取代传统方法成为研究细菌进化遗传机制，关键功能基因的重要工具。可以预测重要基因和蛋白以了解其功能和可能机制；在研究病原菌的致病性与疾病的预防和治疗方面，可以鉴定致病相关基因、开发和研究疫苗、开发新型抗生素等；在研究细菌进化方面，可以研究种内进化关系。
文献案例
《nature microbiology》期刊发表的“Host-derived organic acids enable gut colonization of the honey bee symbiont Snodgrassella alvi”从西方蜜蜂（Apis mellifera）肠道分离的 12 株细菌，涵盖Bartonella、Bifidobacterium、Lactobacillus等共生菌属，以及条件致病菌Serratia marcescens KZ11。采用 Oxford Nanopore 测序平台，结合 Flye 组装软件进行 de novo 测序与组装，对 6 株已有 draft 基因组的菌株进行补 Gap优化。12 株菌株中，10 株实现高覆盖度（>130×）的环状染色体组装，无缺口；2 株通过手动校正（Geneious Prime+Minimap2）闭合剩余 Gap；对难组装的Lactobacillus apis K- mp7，补充 Illumina 短读长数据，最终实现完整组装；解析出共生菌特有的代谢基因（如维生素 B 合成基因），以及条件致病菌的毒力基因，为蜜蜂肠道微生态互作研究提供完整基因组参考。建立纳米孔为主、短读长为辅的细菌 draft 基因组补全方案，推动肠道共生菌的功能与进化研究。
送样标准
菌体总量≥109 ；
≥2ml（液体样本），重量≥0.5g（固体样本）；
≥1μg 。
交付内容
组装结果
核心组装文件，基因组序列，组装质量报告，关键补充结果，可视化结果，基因组环状图（含GC含量、基因密度、质粒位置）、Contig长度分布图。
注释信息
基因结构注释，功能注释，非编码RNA注释。
分析报告
基础分析模块，样本质量评估，组装验证；进阶分析模块，比较基因组分析，功能基因富集分析，进化分析，报告说明。
常见问题
改良后的MDA技术已大幅降低误差，关键措施包括：酶优化：使用高保真Phi29 DNA聚合酶（错误率\<10^-6），减少碱基错配；扩增条件控制：采用低温慢扩增（30℃，16小时），避免非特异性扩增；算法修正：测序后用专门算法过滤低拷贝、高偏倚的序列片段，保留真实基因组信息；质量验证：通过核心基因覆盖度评估扩增完整性，确保误差\<10%。
需通过3重验证确保环状结构可靠：序列重叠验证：组装后的基因组两端序列需存在100-500bp的重叠区；PCR验证：设计跨越预测环状连接处的引物，扩增产物长度与预期一致；测序覆盖度验证：基因组覆盖度需均匀，环状质粒的覆盖度应与染色体一致。
细菌质粒是可移动遗传元件，常携带关键功能基因，对细菌适应性至关重要：耐药基因：多数细菌的抗生素耐药基因位于质粒上，可通过水平转移扩散；毒力基因：致病菌的毒力因子常由质粒携带；代谢基因：工业功能菌的特殊代谢基因可能位于质粒上，便于基因工程改造；因此，注释时需单独解析质粒序列，明确功能基因的位置与转移潜力。
