帶您了解二代測序縱深擴展研究利器--- Targeted Sequencing

發(fā)稿時間：2016-07-19來源：天昊生物

目標區(qū)域測序（Targeted Sequencing）顧名思義是指針對感興趣的目標區(qū)域富集后進行大規(guī)模測序。研究者可以針對自己感興趣的染色體區(qū)域或者大量的候選基因區(qū)域進行數(shù)百個甚至上千個樣品的序列測定。

目標區(qū)域測序作為外顯子測序的一種變異形式因為其目標選擇靈活，測序深度高，費用低等特點目前在醫(yī)學(xué)研究中與其它技術(shù)搭配得到了廣泛應(yīng)用，例如外顯子組測序+目標區(qū)域測序驗證、目標區(qū)域測序+基因分型驗證。然而經(jīng)過我們細心的文獻搜集，我們發(fā)現(xiàn)目標區(qū)域測序在動植物研究領(lǐng)域也有很多重要的應(yīng)用，它不僅可以作為其它技術(shù)研究結(jié)果的后續(xù)縱深擴展，而且可以單獨作為整篇文章的技術(shù)支撐，下面我們就欣賞一下目標區(qū)域測序在動植物研究領(lǐng)域的那風(fēng)華絕代的身姿。

PART1  技術(shù)對比

目前在動植物研究領(lǐng)域，例如遺傳圖譜構(gòu)建、QTL定位、GWAS、群體進化、分子標記開發(fā)等等，這些領(lǐng)域形形色色的文章都離不開全基因重測序和簡化基因組測序的身影，無論哪種技術(shù)發(fā)表的文章都可以說是組學(xué)文章，一說到組學(xué)那就不是測幾個基因的問題了，因此兩種技術(shù)都是數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)量大了測序深度自然就下來了，深度下來了也就只能發(fā)現(xiàn)一些高頻SNP了，而目標區(qū)域測序從方法學(xué)和成本上都能很好解決這些問題。解決了這些問題并不意味著目標區(qū)域測序能干的活就少了，不多說了，看下表就明白一切了。

利用全基因組重測序?qū)ψ匀蝗后w、作圖群體、不同品種進行研究發(fā)表都是狂拽帥氣吊炸天的文章，而利用各種類型的簡化基因組測序技術(shù)發(fā)表都是冷艷高貴接地氣的文章，動植物領(lǐng)域目標區(qū)域測序文章成色雖然趕不上全基因組重測序文章，但是卻絲毫不遜于簡化基因組測序文章，相關(guān)文章也有Nature，但大多以Plos one居多。

PART2 發(fā)表文章

利用全基因組重測序?qū)ψ匀蝗后w、作圖群體、不同品種進行研究發(fā)表都是狂拽帥氣吊炸天的文章，而利用各種類型的簡化基因組測序技術(shù)發(fā)表都是冷艷高貴接地氣的文章，動植物領(lǐng)域目標區(qū)域測序文章成色雖然趕不上全基因組重測序文章，但是卻絲毫不遜于簡化基因組測序文章，相關(guān)文章也有Nature，但大多以Plos one居多。

 

PART3 應(yīng)用領(lǐng)域

目標區(qū)域測序選擇的目標基因或目標區(qū)域自由度很高，這也就無形中決定了其應(yīng)用領(lǐng)域的豐富多彩?？纯瓷媳碇懈鱾€文章的主要研究內(nèi)容和下表歸納總結(jié)的流程圖就知道目標區(qū)域測序在動植物研究領(lǐng)域應(yīng)用多廣泛了。

應(yīng)用1----基于目標基因或者相關(guān)信號通路關(guān)鍵基因的輔助育種分子標記開發(fā)

為了開發(fā)輔助動植物遺傳育種的分子標記，需要選擇一些決定目標性狀的候選基因（可以是其它近源物種相關(guān)通路關(guān)鍵基因的同源基因或者就是決定該性狀的目標基因），然后進行目標區(qū)域測序，將測序數(shù)據(jù)和目標性狀進行關(guān)聯(lián)分析，從而找到與目標性狀決定基因緊密連鎖的分子標記。

參考文獻：Next Generation Semiconductor Based-Sequencing of a Nutrigenetics Target Gene (GPR120) and Association with Growth Rate in Italian Large White Pigs. Luca Fontanesi et al. 2015, Animal Biotechnology.

 

應(yīng)用2----基于目標基因的物種分類和系統(tǒng)進化分析

針對某些物種間的保守區(qū)域進行目標區(qū)域測序，利用測序數(shù)據(jù)進行物種分類和系統(tǒng)進化分析。

參考文獻：A comprehensive phylogeny of birds (Aves) using targeted next-generation DNA sequencing. Richard O. Prum et al. 2015, Nature.

 

應(yīng)用3----基于GWAS結(jié)果的尋找與QTL性狀緊密相關(guān)的功能變異

全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）己經(jīng)廣泛地應(yīng)用于QTL性狀的研究當中，并且定位出了大量顯著的SNP位點，然而這些標記位點并非真正影響目標性狀的功能變異，而可能與功能變異處于連鎖狀態(tài)，因此可以通過對 GWAS 鑒定的區(qū)域進行目標區(qū)域測序，從而找到與QTL性狀緊密相關(guān)的功能變異。

參考文獻：Targeted resequencing of GWAS loci reveals novel genetics variants for milk production traits. Jiang L et al. 2014, BMC Genomics.

 

應(yīng)用4----基于目標基因的復(fù)雜物種GWAS-QTL定位和群體進化研究

有些物種是異源四倍體物種 ，對于這種異源四倍體物種其一個基因特定位點最多有四種不同的等位基因，因此要準確區(qū)別不同的等位基因和準確確定等位基因的拷貝數(shù)在測序時相對于二倍體就需要更高的測序深度，其測序深度至少要達到48×，此時目的目的區(qū)域測序就顯示出其無可比擬的優(yōu)勢。通過對這些異源多倍體物種的目標區(qū)域進行富集捕獲測序，數(shù)據(jù)可用于GWAS-QTL定位和群體進化分析。

參考文獻：A Next-Generation Sequencing Method for Genotyping-by-Sequencing of Highly Heterozygous Autotetraploid Potato. Jan G. A. M. L. Uitdewilligen et al. 2013, PloS ONE.

 

PART4  天昊生物目標區(qū)域測序整體解決方案

天昊目標區(qū)域測序特色

l  實驗技術(shù)方法靈活：多種策略可供選擇，適合各種規(guī)模的目標區(qū)域二代測序項目。

l  極具特色的實驗質(zhì)控體系：利用SNaPshot多重SNP分型技術(shù)對目標區(qū)域內(nèi)的12-16個高頻SNP位點進行SNP分型質(zhì)控，判斷測序數(shù)據(jù)和樣品標記的準確性。

l  經(jīng)驗豐富的生物信息學(xué)和遺傳學(xué)分析團隊：結(jié)合多年豐富的遺傳分析經(jīng)驗，開發(fā)了一套理論基礎(chǔ)扎實、實用性強的二代測序數(shù)據(jù)分析體系，為研究者更好的判斷和分析二代測序的結(jié)果提供了指導(dǎo)性的幫助。

天昊目標區(qū)域測序近期發(fā)表文章

l  Whole-exome and targeted sequencing identify ROBO1 and ROBO2 mutations as progression-related drivers inmyelodysplastic syndromes. Feng Xu,et al. Nature communication. 2015, 26;6:8806.（IF= 11.47）（應(yīng)用天昊創(chuàng)新技術(shù)：FastTarget）

l  Genomic variations of the mevalonate pathway in porokeratosis. Zhang Z,et al. Elife. 2015,23;4:e06322.（IF= 9.322）（應(yīng)用天昊創(chuàng)新技術(shù)：EasyTarget^?）

l  Mutations in epigenetic regulators are involved in acute lymphoblastic leukemia relapse following allogeneic hematopoietic cell transplantation. Xiao, H,et al.Oncotarget.2016,19;7(3):2696-708. （IF= 6.359）（應(yīng)用天昊創(chuàng)新技術(shù)：FastTarget）