細菌基因組從頭測序（Bacterial Whole Genome de novo Sequencing ），是指對基因組序列未知或無近緣物種基因組信息的某個物種，構建不同插入片段的基因組DNA文庫并對文庫進行序列測定，然后利用生物信息學方法進行拼接、組裝和注釋，從而獲得該細菌的全基因組序列圖譜，我們提供細菌框架圖和完成圖兩種不同的解決方案。
一、細菌框架圖
技術路線
分析內容
2. 基因組組裝 3. 基因組組分分析 3.1 編碼基因預測 3.2 重復序列 3.3 tRNA/rRNA查找 4. 基因功能分析 4.1 GO數據庫注釋 4.2 KEGG數據庫注釋 4.3 TCDB數據庫注釋 4.4 Swiss-Prot數據庫注釋 4.5 TrEMBL數據庫注釋 4.6 病原與宿主互作數據庫（PHI）注釋 |
4.8 耐藥基因（CARD）注釋 4.9 碳水化合物活性酶（CAZy）數據庫注釋 4.10 分泌蛋白預測 4.11 分泌系統蛋白及T3SS效應蛋白預測 5. 基因組比較分析 5.1 SNP統計與注釋 5.2 Indel統計與注釋 5.3 全基因組共線性分析 5.4 共有和特有基因分析 5.5 基因家族分析 5.6 物種進化分析 |
二、細菌完成圖
技術路線
分析內容
2. 組裝 3. 基因組結構注釋 3.1 基本基因元件預測（tRNA，rRNA） 3.2 其余RNA預測 3.3 串聯重復序列（TRF）預測 3.4 簡單串聯重復序列（SSR）預測 3.5 CRISPR預測 3.6 基因島預測 3.7 前噬菌體預測 4. 基本功能數據庫注釋（NR、COG/KOG、GO、SwissProt、KEGG） 5. 特定功能注釋（CARD，CAZy，PHI，VFDB，TCDB，RMS，分泌蛋白注釋，III型分泌系統效應蛋白注釋和跨膜結構注釋） |
5.2 碳水化合物相關酶（CAZy）數據庫注釋 5.3 病原與宿主互作（PHI）數據庫注釋 5.4 致病菌毒力因子（VFDB）數據庫注釋 5.5 膜轉運蛋白分類（TCDB）數據庫注釋 5.6 限制性修飾系統分析 5.7 分泌蛋白注釋 5.8 III型分泌系統效應蛋白注釋 5.9 蛋白跨膜結構注釋 6. 堿基修飾位點檢測 7. 細菌基因組圈圖 |
案例解析
麻風分支桿菌的進化與起源
彌散型麻風分歧桿菌是一種和人類彌散性瘤型麻風相關的病菌。本研究利用高深度測序，從墨西哥患病者皮膚上獲得彌散型麻風分歧桿菌近乎完整的基因組序列。和麻風分支桿菌相比，經歷了大范圍的進化，基因組間的共線性序列達到3.27Mb。編碼蛋白的基因核苷酸序列一致性達93%，而假基因組只有82%。功能分析結果表明彌散型麻風分支桿菌丟失了幾種需要氨基酸合成的酶，而麻風分支桿菌有一個有缺陷的血紅素合成途徑。彌散型麻風分支桿菌保留了所有侵染周圍神經細胞的功能，因此也能夠致病。系統發育比較結果表明，彌散型麻風分支桿菌更接近它們共同的祖先，貝葉斯分析表明兩者分離在大約13.9百萬年前。因此，盡管兩種菌早已分離成不同菌株，但兩種菌都非常保守且仍有類似的病理條件。
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