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

發(fā)稿時(shí)間：2016-07-19來源：天昊生物

目標(biāo)區(qū)域測序（Targeted Sequencing）顧名思義是指針對感興趣的目標(biāo)區(qū)域富集后進(jìn)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(jìn)行數(shù)百個(gè)甚至上千個(gè)樣品的序列測定。

目標(biāo)區(qū)域測序作為外顯子測序的一種變異形式因?yàn)槠淠繕?biāo)選擇靈活，測序深度高，費(fèi)用低等特點(diǎn)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(biāo)區(qū)域測序驗(yàn)證、目標(biāo)區(qū)域測序+基因分型驗(yàn)證。然而經(jīng)過我們細(xì)心的文獻(xiàn)搜集，我們發(fā)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域測序在動(dòng)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(kuò)展，而且可以單獨(dú)作為整篇文章的技術(shù)支撐，下面我們就欣賞一下目標(biāo)區(qū)域測序在動(dòng)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(dòng)植物研究領(lǐng)域，例如遺傳圖譜構(gòu)建、QTL定位、GWAS、群體進(jìn)化、分子標(biāo)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(gè)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(biāo)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(biāo)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(jìn)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(dòng)植物領(lǐng)域目標(biāo)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(jìn)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(dòng)植物領(lǐng)域目標(biāo)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(biāo)區(qū)域測序選擇的目標(biāo)基因或目標(biāo)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。看看上表中各個(gè)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(biāo)區(qū)域測序在動(dòng)植物研究領(lǐng)域應(yīng)用多廣泛了。

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

為了開發(fā)輔助動(dòng)植物遺傳育種的分子標(biāo)記，需要選擇一些決定目標(biāo)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(biāo)基因），然后進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域測序，將測序數(shù)據(jù)和目標(biāo)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而找到與目標(biāo)性狀決定基因緊密連鎖的分子標(biāo)記。

參考文獻(xiàn)：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(biāo)基因的物種分類和系統(tǒng)進(jìn)化分析

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

參考文獻(xiàn)：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(dāng)中，并且定位出了大量顯著的SNP位點(diǎn)，然而這些標(biāo)記位點(diǎn)并非真正影響目標(biāo)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(jìn)行目標(biāo)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(xiàn)：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(biāo)基因的復(fù)雜物種GWAS-QTL定位和群體進(jìn)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(gè)基因特定位點(diǎn)最多有四種不同的等位基因，因此要準(zhǔn)確區(qū)別不同的等位基因和準(zhǔn)確確定等位基因的拷貝數(shù)在測序時(shí)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(dá)到48×，此時(shí)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(biāo)區(qū)域進(jìn)行富集捕獲測序，數(shù)據(jù)可用于GWAS-QTL定位和群體進(jìn)化分析。

參考文獻(xiàn)：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(biāo)區(qū)域測序整體解決方案

天昊目標(biāo)區(qū)域測序特色

l  實(shí)驗(yàn)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(biāo)區(qū)域二代測序項(xiàng)目。

l  極具特色的實(shí)驗(yàn)質(zhì)控體系：利用SNaPshot多重SNP分型技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的12-16個(gè)高頻SNP位點(diǎn)進(jìn)行SNP分型質(zhì)控，判斷測序數(shù)據(jù)和樣品標(biāo)記的準(zhǔn)確性。

l  經(jīng)驗(yàn)豐富的生物信息學(xué)和遺傳學(xué)分析團(tuán)隊(duì)：結(jié)合多年豐富的遺傳分析經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一套理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)用性強(qiáng)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(biāo)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）