达成战略合作！万摩科技基于CycloneSEQ纳米孔测序平台设计育种全链条创新解...

近日，武汉万摩科技有限公司（以下简称“万摩科技”）与华大智造、华大序风强强联手，正式达成战略合作关系。三方将携手共同推进CycloneSEQ G400-ER（以下简称“G400-ER”）纳米孔测序平台的应用与生态建设。

此次合作标志着基于CycloneSEQ纳米孔测序平台的合作，已经从单点技术突破迈向生态协同共创的新阶段。万摩科技深耕基因组组装与分析的核心优势，与华大智造、华大序风全球领先的长读长测序平台深度融合，三方合力构建了覆盖基因解码——设计育种的全链条创新解决方案，相信未来将为现代农业育种及科学探索提供更高效、更可靠的全生命周期技术支撑。

此外，万摩科技基于G400-ER公布了首批实测数据，验证了CycloneSEQ平台的卓越性能。

G400-ER纳米孔基因测序仪

CycloneSEQ平台融合了高性能蛋白、先进功能材料、大规模集成电路芯片、精密MEMS结构制造以及人工智能算法等前沿交叉技术，可实现超长读长、实时测序和直接检测，助力实现病原快检，遗传病筛查和染色体级完整基因组组装等广泛科研和临床应用。

G400-ER纳米孔基因测序仪搭载高通量高密度芯片，具备长读长、高数据产出和实时测序能力，能够高效精准检测复杂基因组，并同步检测碱基修饰。它适用于全基因组重测序、基因组组装、全长转录组及表观基因组测序等多种应用场景。

01实验平台开发

（1）常规建库测序

G400-ER纳米孔基因测序仪与CycloneSEQ通用文库制备试剂盒组合，可进行gDNA全基因组测序、宏基因组测序、甲基化测序等多种应用检测。

人基因组标准品HG002样本常规建库检测

（2）超长DNA建库测序

目前万摩科技实验研发中心基于G400-ER测序平台，针对性开发了一套超长提取、建库的实验流程，提取的核酸不做片选，直接建库测序，实时测序的N50可达近50Kb，实时片段分布图展示：

（3）CycloneSEQ-PoreC建库测序

基于CycloneSEQ平台，万摩科技开发出了一套适合G400-ER的Pore-C实验流程：

1. 使用多聚甲醛处理细胞，固定DNA构象；

2. 裂解细胞后，使用限制性内切酶处理交联的DNA，产生粘性末端；

3. 使用DNA连接酶连接DNA片段；

4. 蛋白酶消化解除蛋白与DNA的交联状态；

5. 纯化提取的DNA，进行常规的纳米孔测序。

利用5个细菌的DNBSEQ-T7平台测序数据和G400-ER数据（100×）进行多种方法的组装测试，结果显示，采用G400-ER结合DNBSEQ-T7平台测序数据可获得一个高质量的细菌完成图基因组。详细统计见下表：

表1 5个细菌完成图组装情况

*注：

1. 各方法初步组装后，均用DNBSEQ-T7数据进行了纠错；Bacteria1样品存在污染所以DNBSEQ-T7比对率相对较低。

2. QV评估中的inf值表示基因组错误率实际为0；

3. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因组DNA测序数据。

（2）长读长数据组装

采用同一鱼类样本分别进行1个cell的G400-ER测序和友商平台测序: 其中CycloneSEQ G400-ER测序共获得59Gb数据，N50约31Kb；友商平台测序获得43Gb数据，N50约82Kb。详细统计见下表：

表2 G400-ER长读长数据统计

表3 友商长读长数据统计

利用 NextDenovo和NextPolish软件对来自两个测序平台的两种长读长数据进行组装和纠错，并对纠错后的基因组进行各项指标的评估，结果显示，基于G400-ER平台长读长数据组装获得的基因组的大小更接近真实基因组大小、N50 以及各项评估指标均优于基于友商平台数据组装的基因组（表4，表5）。

表4 长读长数据组装基因组情况

表5 长读长数据组装基因组的各项评估指标

*注：

1. BUSCO评估使用的数据库为: actinopterygii_odb10；

2. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因组DNA测序数据。

（3）超长数据+HiFi数据组装

使用鱼类的HiFi数据和G400-ER测序（>=50kb reads 约21×，>=100kb reads约7×）、友商测序（>=100kb reads约17×）的超长数据分别进行组装（组装参数均一致），结果显示基于两种测序平台超长数据结合HiFi数据组装获得的基因组大小、N50以及其它评估指标均差异不大。详细统计见下表：

表6 超长数据+HiFi数据组装基因组情况

表7 超长数据+HiFi数据组装基因组的各项评估指标

*注：

1. BUSCO评估使用的数据库为: actinopterygii_odb10；

2. 2nd表示使用的DNBSEQ-T7全基因组DNA测序数据。

（4）CycloneSEQ-PoreC的使用

使用案例一

采用同一份鸟类样品，在进行DNBSEQ-T7 Hi-C测序（约86×）的同时，也进行了CycloneSEQ-PoreC的小测（约1×）。详细统计见下表：

表8 DNBSEQ-T7 Hi-C数据统计

表9 CycloneSEQ-PoreC小测数据统计

基于上述两种方案获得的Hi-C与PoreC数据，对同一个鸟类基因组序列进行挂载，结果显示，仅有1×的CycloneSEQ-PoreC数据也能较为清晰的区分基因组染色体，且在高GC高重复的微小染色体和性染色体的高度同源PAR区域有更准确的区分互作信号。

• 鸟类全基因组Hi-C互作

86× DNBSEQ-T7 Hi-C

1× CycloneSEQ-PoreC

• 鸟类微小染色体互作（低深度CycloneSEQ-PoreC数据展示了清晰的互作信号，微小染色体间互作信号清楚明了）

• 鸟类性染色体互作（CycloneSEQ-PoreC在高度同源区域表现出更为清晰的互作信号）

使用案例二

采用某作物同一样品，在进行DNBSEQ-T7 Hi-C测序（约384×）的同时，也进行了CycloneSEQ-PoreC的小测（约3×）。详细统计见下表：

表10 DNBSEQ-T7 Hi-C数据统计

表11 CycloneSEQ-PoreC小测数据统计

基于上述数据对相同基因组进行挂载， 结果显示，仅3×的CycloneSEQ-PoreC数据也能很直观清晰的区分基因组染色体，且在高度重复区，CycloneSEQ-PoreC展现出了明显互作信号，对基因组重复区域的挂载有明显提升作用。

• 作物全基因组Hi-C互作

384× DNBSEQ-T7 Hi-C

3× CycloneSEQ-PoreC

• 作物chr1和chr2染色体互作（左图中白色交叉处对应染色体的着丝粒区域）

CycloneSEQ凭借其长读长、高通量产出、实时测序等能力优势，在多领域内展现出广泛的应用潜力：

（1）CycloneSEQ-ONLY的动植物T2T基因组

长读长可以跨越高重复区域和高杂合区域，显著提升复杂物种如同源多倍体、高重复等基因组组装的完整性和延续性，CycloneSEQ-ONLY的测序策略即可以获得常规动植物基因组的T2T水平水平基因组。同时不同的读长策略（20kb/50kb/100kb）搭配其他测序方案（HiFi/Hi-C/Pore-C等）使用，可以满足细菌完成图/真菌基因组、gap-less T2T、gap-free T2T等不同物种不同级别基因组的多样化需求。

（2）CycloneSEQ-PoreC三维基因组研究

Hi-C/ChIA-PET技术受限于短读长测序的短读长，一次仅能检测两个基因组位点的空间互作，而Pore-C技术则突破了这一限制，CycloneSEQ-PoreC能够获取基因组内涉及两个以上基因组位点的高阶互作信息，基于精度更高的互作信息，在多倍体组装、单倍体分型、微小染色体、性染色体同源区以及着丝粒等区域组装拥有绝对的优势，此外，它还能获取更多的拓扑相关结构域互作信息，从而解析出更为精细化的三维基因组结构差异。

（3）群体全基因组重测序

基于CycloneSEQ的长读长测序数据，我们能够精确检测大片段缺失、倒位、易位等大量准确的结构变异，特别是拷贝数变异类型，基于群体的结构变异信息，为解析群体遗传结构多样性、物种形成机制、群体进化动态等生物学问题以及疾病检测等医学领域提供了重要的分子机制。

（4）表观遗传学研究

表观遗传修饰（包括对DNA、RNA、组蛋白的修饰等）对生长发育、防御应答等生物学机制具有重要的调控作用，突破短读长测序技术中需要化学预处理导致的表观遗传修饰的丢失限制，CycloneSEQ测序时不经过任何扩增、富集等预处理，避免文库制备中对核酸造成的损坏，直接保留DNA和RNA的碱基修饰信息，在进行测序的同时高效精准地同步检测碱基修饰，尤其是在高重复区域的甲基化鉴定，表现出独特的优势。

（5）全长转录组与直接RNA测序（DRS）

该技术无需担心逆转录和扩增过程中可能引入的偏差，能够直接且完整地捕获RNA的全长序列，包括剪切变异模式、polyA长度以及RNA修饰等信息。不依赖于序列拼接，即可准确鉴定选择性剪接等转录调控事件，并广泛应用于生理和病理条件下的转录组变化分析、表观转录组学、微生物组以及宏转录组学等多个领域。

（6）单细胞与时空组学

纳米孔实时测序技术，可以无损、快速的对单个细胞的转录组和表观特征进行检测，该技术推动了细胞异质性研究的发展，与空间定位技术结合时，能够解析组织微环境中基因表达的时空动态变化。

04平台升级

G400-ER高通量测序、高测序效率、单Gb测序成本经济化、突破读长限制、直接测序等差异化优势，使纳米孔测序的普及指日可待。未来，其更高通量、更简便、更准确、更灵敏、更快捷、更低成本、集合深度学习等全方位的持续优化突破，将全面加速基因组研究和农业育种进程，实现环境微生物实时监测，提升疾病临床诊断的即时性和精准性。

近期，CycloneSEQ纳米孔测序平台进行了全新升级，样本投入量降低了30%~90%，建库时间缩短了50%~70%（最快36分钟），Q17+（＞98%）检测体系已开放全面订购。

同时，两款纳米孔测序仪产品G400-ER、G100-ER在原有DNA/cDNA直接测序体系上，无缝融合5mC甲基化直接检测能力。用户无需增购设备，单次运行即可同步捕获序列与修饰信息，已购机用户尊享免费升级特权，开启全维度核酸分析新纪元！这也标志着，华大序风成为国内首家能够实现纳米孔甲基化检测的测序仪厂商。

值得一提的是，CycloneSEQ纳米孔测序体系已实现了不同物种单次准确率Q20（99%）的突破，Q20检测体系即将开放早期试用，敬请期待。

关于万摩科技

武汉万摩科技有限公司是一家以多组学数据分析和研发为技术核心且致力于基因科技应用转化的公司。万摩科技致力于为科研院校、研究机构、测序公司、农业生产及育种公司提供软件研发、数据分析和平台开发服务，专注于基因科技在农业育种方向的应用。

(华大智造)