達成戰略合作！萬摩科技基於CycloneSEQ納米孔測序平臺設計育種全鏈條創新解...

近日，武漢萬摩科技有限公司（以下簡稱「萬摩科技」）與華大智造、華大序風強強聯手，正式達成戰略合作關係。三方將攜手共同推進CycloneSEQ G400-ER（以下簡稱「G400-ER」）納米孔測序平臺的應用與生態建設。

此次合作標誌着基於CycloneSEQ納米孔測序平臺的合作，已經從單點技術突破邁向生態協同共創的新階段。萬摩科技深耕基因組組裝與分析的核心優勢，與華大智造、華大序風全球領先的長讀長測序平臺深度融合，三方合力構建了覆蓋基因解碼——設計育種的全鏈條創新解決方案，相信未來將為現代農業育種及科學探索提供更高效、更可靠的全生命周期技術支撐。

此外，萬摩科技基於G400-ER公佈了首批實測數據，驗證了CycloneSEQ平臺的卓越性能。

G400-ER納米孔基因測序儀

CycloneSEQ平臺融合了高性能蛋白、先進功能材料、大規模集成電路芯片、精密MEMS結構製造以及人工智能算法等前沿交叉技術，可實現超長讀長、實時測序和直接檢測，助力實現病原快檢，遺傳病篩查和染色體級完整基因組組裝等廣泛科研和臨牀應用。

G400-ER納米孔基因測序儀搭載高通量高密度芯片，具備長讀長、高數據產出和實時測序能力，能夠高效精準檢測複雜基因組，並同步檢測鹼基修飾。它適用於全基因組重測序、基因組組裝、全長轉錄組及表觀基因組測序等多種應用場景。

01實驗平臺開發

（1）常規建庫測序

G400-ER納米孔基因測序儀與CycloneSEQ通用文庫製備試劑盒組合，可進行gDNA全基因組測序、宏基因組測序、甲基化測序等多種應用檢測。

人基因組標準品HG002樣本常規建庫檢測

（2）超長DNA建庫測序

目前萬摩科技實驗研發中心基於G400-ER測序平臺，針對性開發了一套超長提取、建庫的實驗流程，提取的核酸不做片選，直接建庫測序，實時測序的N50可達近50Kb，實時片段分佈圖展示：

（3）CycloneSEQ-PoreC建庫測序

基於CycloneSEQ平臺，萬摩科技開發出了一套適合G400-ER的Pore-C實驗流程：

1. 使用多聚甲醛處理細胞，固定DNA構象；

2. 裂解細胞后，使用限制性內切酶處理交聯的DNA，產生粘性末端；

3. 使用DNA連接酶連接DNA片段；

4. 蛋白酶消化解除蛋白與DNA的交聯狀態；

5. 純化提取的DNA，進行常規的納米孔測序。

02實測數據及使用（1）細菌完成圖

利用5個細菌的DNBSEQ-T7平臺測序數據和G400-ER數據（100×）進行多種方法的組裝測試，結果顯示，採用G400-ER結合DNBSEQ-T7平臺測序數據可獲得一個高質量的細菌完成圖基因組。詳細統計見下表：

表1 5個細菌完成圖組裝情況

*注：

1. 各方法初步組裝后，均用DNBSEQ-T7數據進行了糾錯；Bacteria1樣品存在污染所以DNBSEQ-T7比對率相對較低。

2. QV評估中的inf值表示基因組錯誤率實際為0；

3. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因組DNA測序數據。

（2）長讀長數據組裝

採用同一魚類樣本分別進行1個cell的G400-ER測序和友商平臺測序: 其中CycloneSEQ G400-ER測序共獲得59Gb數據，N50約31Kb；友商平臺測序獲得43Gb數據，N50約82Kb。詳細統計見下表：

表2 G400-ER長讀長數據統計

表3 友商長讀長數據統計

利用 NextDenovo和NextPolish軟件對來自兩個測序平臺的兩種長讀長數據進行組裝和糾錯，並對糾錯后的基因組進行各項指標的評估，結果顯示，基於G400-ER平臺長讀長數據組裝獲得的基因組的大小更接近真實基因組大小、N50 以及各項評估指標均優於基於友商平臺數據組裝的基因組（表4，表5）。

表4 長讀長數據組裝基因組情況

表5 長讀長數據組裝基因組的各項評估指標

*注：

1. BUSCO評估使用的數據庫為: actinopterygii_odb10；

2. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因組DNA測序數據。

（3）超長數據+HiFi數據組裝

使用魚類的HiFi數據和G400-ER測序（>=50kb reads 約21×，>=100kb reads約7×）、友商測序（>=100kb reads約17×）的超長數據分別進行組裝（組裝參數均一致），結果顯示基於兩種測序平臺超長數據結合HiFi數據組裝獲得的基因組大小、N50以及其它評估指標均差異不大。詳細統計見下表：

表6 超長數據+HiFi數據組裝基因組情況

表7 超長數據+HiFi數據組裝基因組的各項評估指標

*注：

1. BUSCO評估使用的數據庫為: actinopterygii_odb10；

2. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因組DNA測序數據。

（4）CycloneSEQ-PoreC的使用

使用案例一

採用同一份鳥類樣品，在進行DNBSEQ-T7 Hi-C測序（約86×）的同時，也進行了CycloneSEQ-PoreC的小測（約1×）。詳細統計見下表：

表8 DNBSEQ-T7 Hi-C數據統計

表9 CycloneSEQ-PoreC小測數據統計

基於上述兩種方案獲得的Hi-C與PoreC數據，對同一個鳥類基因組序列進行掛載，結果顯示，僅有1×的CycloneSEQ-PoreC數據也能較為清晰的區分基因組染色體，且在高GC高重複的微小染色體和性染色體的高度同源PAR區域有更準確的區分互作信號。

• 鳥類全基因組Hi-C互作

86× DNBSEQ-T7 Hi-C

1× CycloneSEQ-PoreC

• 鳥類微小染色體互作（低深度CycloneSEQ-PoreC數據展示了清晰的互作信號，微小染色體間互作信號清楚明瞭）

• 鳥類性染色體互作（CycloneSEQ-PoreC在高度同源區域表現出更為清晰的互作信號）

使用案例二

採用某作物同一樣品，在進行DNBSEQ-T7 Hi-C測序（約384×）的同時，也進行了CycloneSEQ-PoreC的小測（約3×）。詳細統計見下表：

表10 DNBSEQ-T7 Hi-C數據統計

表11 CycloneSEQ-PoreC小測數據統計

基於上述數據對相同基因組進行掛載， 結果顯示，僅3×的CycloneSEQ-PoreC數據也能很直觀清晰的區分基因組染色體，且在高度重複區，CycloneSEQ-PoreC展現出了明顯互作信號，對基因組重複區域的掛載有明顯提升作用。

• 作物全基因組Hi-C互作

384× DNBSEQ-T7 Hi-C

3× CycloneSEQ-PoreC

• 作物chr1和chr2染色體互作（左圖中白色交叉處對應染色體的着絲粒區域）

03應用場景

CycloneSEQ憑藉其長讀長、高通量產出、實時測序等能力優勢，在多領域內展現出廣泛的應用潛力：

（1）CycloneSEQ-ONLY的動植物T2T基因組

長讀長可以跨越高重複區域和高雜合區域，顯著提升複雜物種如同源多倍體、高重複等基因組組裝的完整性和延續性，CycloneSEQ-ONLY的測序策略即可以獲得常規動植物基因組的T2T水平水平基因組。同時不同的讀長策略（20kb/50kb/100kb）搭配其他測序方案（HiFi/Hi-C/Pore-C等）使用，可以滿足細菌完成圖/真菌基因組、gap-less T2T、gap-free T2T等不同物種不同級別基因組的多樣化需求。

（2）CycloneSEQ-PoreC三維基因組研究

Hi-C/ChIA-PET技術受限於短讀長測序的短讀長，一次僅能檢測兩個基因組位點的空間互作，而Pore-C技術則突破了這一限制，CycloneSEQ-PoreC能夠獲取基因組內涉及兩個以上基因組位點的高階互作信息，基於精度更高的互作信息，在多倍體組裝、單倍體分型、微小染色體、性染色體同源區以及着絲粒等區域組裝擁有絕對的優勢，此外，它還能獲取更多的拓撲相關結構域互作信息，從而解析出更為精細化的三維基因組結構差異。

（3）羣體全基因組重測序

基於CycloneSEQ的長讀長測序數據，我們能夠精確檢測大片段缺失、倒位、易位等大量準確的結構變異，特別是拷貝數變異類型，基於羣體的結構變異信息，為解析羣體遺傳結構多樣性、物種形成機制、羣體進化動態等生物學問題以及疾病檢測等醫學領域提供了重要的分子機制。

（4）表觀遺傳學研究

表觀遺傳修飾（包括對DNA、RNA、組蛋白的修飾等）對生長發育、防禦應答等生物學機制具有重要的調控作用，突破短讀長測序技術中需要化學預處理導致的表觀遺傳修飾的丟失限制，CycloneSEQ測序時不經過任何擴增、富集等預處理，避免文庫製備中對核酸造成的損壞，直接保留DNA和RNA的鹼基修飾信息，在進行測序的同時高效精準地同步檢測鹼基修飾，尤其是在高重複區域的甲基化鑑定，表現出獨特的優勢。

（5）全長轉錄組與直接RNA測序（DRS）

該技術無需擔心逆轉錄和擴增過程中可能引入的偏差，能夠直接且完整地捕獲RNA的全長序列，包括剪切變異模式、polyA長度以及RNA修飾等信息。不依賴於序列拼接，即可準確鑑定選擇性剪接等轉錄調控事件，並廣泛應用於生理和病理條件下的轉錄組變化分析、表觀轉錄組學、微生物組以及宏轉錄組學等多個領域。

（6）單細胞與時空組學

納米孔實時測序技術，可以無損、快速的對單個細胞的轉錄組和表觀特徵進行檢測，該技術推動了細胞異質性研究的發展，與空間定位技術結合時，能夠解析組織微環境中基因表達的時空動態變化。

04平臺升級

G400-ER高通量測序、高測序效率、單Gb測序成本經濟化、突破讀長限制、直接測序等差異化優勢，使納米孔測序的普及指日可待。未來，其更高通量、更簡便、更準確、更靈敏、更快捷、更低成本、集合深度學習等全方位的持續優化突破，將全面加速基因組研究和農業育種進程，實現環境微生物實時監測，提升疾病臨牀診斷的即時性和精準性。

近期，CycloneSEQ納米孔測序平臺進行了全新升級，樣本投入量降低了30%~90%，建庫時間縮短了50%~70%（最快36分鍾），Q17+（＞98%）檢測體系已開放全面訂購。

同時，兩款納米孔測序儀產品G400-ER、G100-ER在原有DNA/cDNA直接測序體系上，無縫融合5mC甲基化直接檢測能力。用户無需增購設備，單次運行即可同步捕獲序列與修飾信息，已購機用户尊享免費升級特權，開啟全維度核酸分析新紀元！這也標誌着，華大序風成為國內首家能夠實現納米孔甲基化檢測的測序儀廠商。

值得一提的是，CycloneSEQ納米孔測序體系已實現了不同物種單次準確率Q20（99%）的突破，Q20檢測體系即將開放早期試用，敬請期待。

關於萬摩科技

武漢萬摩科技有限公司是一家以多組學數據分析和研發為技術核心且致力於基因科技應用轉化的公司。萬摩科技致力於為科研院校、研究機構、測序公司、農業生產及育種公司提供軟件研發、數據分析和平臺開發服務，專注於基因科技在農業育種方向的應用。

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(華大智造)