題目：靶向捕獲測(cè)序在動(dòng)植物遺傳變異及系統(tǒng)發(fā)育研究中的應(yīng)用

發(fā)稿時(shí)間：2019-04-17來源：天昊生物

二代高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)于一些大型和高度重復(fù)的復(fù)雜基因組來說，仍存在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)。靶向捕獲測(cè)序的方法可以應(yīng)用于任何有草圖或完整參考物種的基因組檢測(cè)。基于液相雜交的靶向捕獲測(cè)序，可以通過設(shè)計(jì)定制特定目標(biāo)染色體區(qū)域的探針，經(jīng)濟(jì)有效地鑒定大基因組編碼區(qū)和非編碼區(qū)的序列變異，尤其適用于較大群體多個(gè)基因區(qū)域的遺傳變異檢測(cè)。以下介紹三篇近期發(fā)表的相關(guān)研究文獻(xiàn)。

 

1、Targeted enrichment by solution-based hybrid capture to identify genetic sequence variants in barley

題目：基于液相雜交捕獲靶向富集測(cè)序方法鑒定大麥遺傳序列變異

發(fā)表雜志：Scientific Data 影響因子：5.305  發(fā)表日期：2019-4

 

 

 

 研究?jī)?nèi)容：

利用靶向捕獲測(cè)序方法，研究者檢測(cè)了895個(gè)大麥品種的174個(gè)調(diào)控開花時(shí)間及產(chǎn)量和品質(zhì)性狀相關(guān)基因的多態(tài)性。這些基因是根據(jù)已知報(bào)道文獻(xiàn)，從大麥、水稻和擬南芥基因組中選擇并設(shè)計(jì)探針的。最終平均測(cè)序深度達(dá)到25x，成功識(shí)別出許多目的區(qū)域InDel和SNPs（圖1）。隨后利用KASP技術(shù)對(duì)67個(gè)標(biāo)記進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究為大麥開花、產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)的性狀的鑒定及育種研究奠定了基礎(chǔ)。

 

 

圖1、本實(shí)驗(yàn)流程圖

 

2、Resolution of the ordinal phylogeny of mosses using targeted exons from organellar and nuclear genomes

題目：利用細(xì)胞器和核基因組的靶向外顯子測(cè)序解析苔蘚系統(tǒng)發(fā)育

發(fā)表雜志：Nature Communications 影響因子：12.353  發(fā)表日期：2019-4

 

  研究?jī)?nèi)容：

苔蘚的陸地多樣化跨越了至少4億年，但其系統(tǒng)發(fā)育仍然模糊不清。本研究基于完整細(xì)胞器（線粒體和葉綠體）基因和核基因進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育重建。研究者選取了29個(gè)蘚目中的142種蘚類植物，使用靶向捕獲測(cè)序方法，成功獲得每個(gè)物種的122個(gè)細(xì)胞器（40線粒體、82葉綠體）基因和150個(gè)單拷貝核基因的序列數(shù)據(jù)，為蘚類植物建立了可靠的目級(jí)系統(tǒng)框架，解決了一些疑難類群的系統(tǒng)關(guān)系，并建立了蘚類植物的一個(gè)新目—孔雀蘚目（圖2）。

 

 

圖2、蘚類植物的系統(tǒng)發(fā)育樹

 

 

3、Phylogenetics of moth-like butterflies (Papilionoidea: Hedylidae) based on a new 13-locus target capture probe set

題目：基于13個(gè)新位點(diǎn)的靶向捕獲探針組研究蛾類蝴蝶(鳳蝶總科:絲角蝶科)系統(tǒng)發(fā)育研究

發(fā)表雜志：Molecular Phylogenetics and Evolution 影響因子：4.412  發(fā)表日期：2018-10

 

研究?jī)?nèi)容：

蛾類蝴蝶(絲角蝶科)的36個(gè)種之間的進(jìn)化關(guān)系目前仍未完全明確。本研究利用安捷倫SureSelect靶向富集系統(tǒng)，開發(fā)出一套探針組合“BUTTERFLY2.0”用于蝴蝶系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究。該試劑盒包含了14433個(gè)探針，分布于所有分類群的13個(gè)位點(diǎn)上。用BUTTERFLY2.0探針組合成功捕獲了所有11個(gè)分類群基因座，其余的COI和wingless兩個(gè)基因座，分別捕獲94%和97%的分類群。本研究結(jié)果與形態(tài)學(xué)研究相一致，并推測(cè)其祖先可能是晝夜性的（圖3）。BUTTERFLY2.0探針組合包括標(biāo)準(zhǔn)蝴蝶系統(tǒng)發(fā)育標(biāo)記，可以從幾十年前的博物館標(biāo)本中捕獲序列，是推斷蝴蝶生命樹系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)。

 

 

 

圖3、絲角蝶科最大似然樹及晝夜活動(dòng)模式的演變

 

  天昊生物針對(duì)動(dòng)植物基因組不同大小的目的區(qū)域，提供基于安捷倫 SureSelect定制靶向捕獲測(cè)序和基于FastTarget^TM多重PCR富集測(cè)序技術(shù)的目標(biāo)區(qū)域測(cè)序服務(wù)。

 ◆ 定制靶向捕獲測(cè)序技術(shù)

該富集方法利用安捷倫SureSelect液相靶向富集捕獲系統(tǒng)，定制目的區(qū)域的相關(guān)捕獲探針，通過探針與樣品片段化DNA的雜交和富集，將捕獲之后洗滌獲得的目的區(qū)域片段進(jìn)行文庫構(gòu)建，擴(kuò)增后利用Illumina高通量測(cè)序系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)序，對(duì)所獲得測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)的讀取、質(zhì)控及分析，研究序列及遺傳變異等。該方法非常適合100kb-12Mb 區(qū)域的多個(gè)候選基因外顯子或連續(xù)區(qū)域富集二代測(cè)序項(xiàng)目。

◆ FastTarget^TM 多重目的區(qū)域富集測(cè)序技術(shù)

FastTarget^TM技術(shù)針對(duì)目的區(qū)域設(shè)計(jì)多重PCR 擴(kuò)增體系，對(duì)研究者感興趣的基因組區(qū)域進(jìn)行捕獲富集。一個(gè)擴(kuò)增反應(yīng)體系可以完成16-20個(gè)PCR反應(yīng)，直接獲得4 kb左右的基因組區(qū)域。該技術(shù)方法非常成熟，方法快速、操作簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的建庫過程。后續(xù)利用Illumina測(cè)序儀的對(duì)目的片段實(shí)進(jìn)行測(cè)序，對(duì)所獲得測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)的讀取、質(zhì)控及分析，研究序列及遺傳變異等。該方法非常適合<200 kb的多個(gè)候選基因外顯子富集二代測(cè)序項(xiàng)目。

 

關(guān)于天昊：

天昊生物具有豐富的目的區(qū)域測(cè)序經(jīng)驗(yàn)，我們致力于為研究者提供高質(zhì)量的科研策略咨詢、實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)和遺傳數(shù)據(jù)分析服務(wù)，期待成為大家科研工作中的“昊”助手與“昊”伙伴。歡迎聯(lián)系我們具體咨詢！郵箱：techsupport@geneskies.com 電話：400-065-6886