題目：靶向捕獲測序在動植物遺傳變異及系統(tǒng)發(fā)育研究中的應用

發(fā)稿時間：2019-04-17來源：天昊生物

二代高通量測序技術對于一些大型和高度重復的復雜基因組來說，仍存在技術和經濟上的挑戰(zhàn)。靶向捕獲測序的方法可以應用于任何有草圖或完整參考物種的基因組檢測。基于液相雜交的靶向捕獲測序，可以通過設計定制特定目標染色體區(qū)域的探針，經濟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基因區(qū)域的遺傳變異檢測。以下介紹三篇近期發(fā)表的相關研究文獻。

 

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

 

 

 

 研究內容：

利用靶向捕獲測序方法，研究者檢測了895個大麥品種的174個調控開花時間及產量和品質性狀相關基因的多態(tài)性。這些基因是根據(jù)已知報道文獻，從大麥、水稻和擬南芥基因組中選擇并設計探針的。最終平均測序深度達到25x，成功識別出許多目的區(qū)域InDel和SNPs（圖1）。隨后利用KASP技術對67個標記進行了驗證。本研究為大麥開花、產量和品質相關的性狀的鑒定及育種研究奠定了基礎。

 

 

圖1、本實驗流程圖

 

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

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

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

 

  研究內容：

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。本研究基于完整細胞器（線粒體和葉綠體）基因和核基因進行了系統(tǒng)發(fā)育重建。研究者選取了29個蘚目中的142種蘚類植物，使用靶向捕獲測序方法，成功獲得每個物種的122個細胞器（40線粒體、82葉綠體）基因和150個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系統(tǒng)框架，解決了一些疑難類群的系統(tǒng)關系，并建立了蘚類植物的一個新目—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個新位點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

 

研究內容：

蛾類蝴蝶(絲角蝶科)的36個種之間的進化關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)育學研究。該試劑盒包含了14433個探針，分布于所有分類群的13個位點上。用BUTTERFLY2.0探針組合成功捕獲了所有11個分類群基因座，其余的COI和wingless兩個基因座，分別捕獲94%和97%的分類群。本研究結果與形態(tài)學研究相一致，并推測其祖先可能是晝夜性的（圖3）。BUTTERFLY2.0探針組合包括標準蝴蝶系統(tǒng)發(fā)育標記，可以從幾十年前的博物館標本中捕獲序列，是推斷蝴蝶生命樹系統(tǒng)發(fā)育關系的一種經濟有效的技術。

 

 

 

圖3、絲角蝶科最大似然樹及晝夜活動模式的演變

 

  天昊生物針對動植物基因組不同大小的目的區(qū)域，提供基于安捷倫 SureSelect定制靶向捕獲測序和基于FastTarget^TM多重PCR富集測序技術的目標區(qū)域測序服務。

 ◆ 定制靶向捕獲測序技術

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)域片段進行文庫構建，擴增后利用Illumina高通量測序系統(tǒng)進行測序，對所獲得測序數(shù)據(jù)進行生物信息學的讀取、質控及分析，研究序列及遺傳變異等。該方法非常適合100kb-12Mb 區(qū)域的多個候選基因外顯子或連續(xù)區(qū)域富集二代測序項目。

◆ FastTarget^TM 多重目的區(qū)域富集測序技術

FastTarget^TM技術針對目的區(qū)域設計多重PCR 擴增體系，對研究者感興趣的基因組區(qū)域進行捕獲富集。一個擴增反應體系可以完成16-20個PCR反應，直接獲得4 kb左右的基因組區(qū)域。該技術方法非常成熟，方法快速、操作簡單，無需復雜的建庫過程。后續(xù)利用Illumina測序儀的對目的片段實進行測序，對所獲得測序數(shù)據(jù)進行生物信息學的讀取、質控及分析，研究序列及遺傳變異等。該方法非常適合<200 kb的多個候選基因外顯子富集二代測序項目。

 

關于天昊：

天昊生物具有豐富的目的區(qū)域測序經驗，我們致力于為研究者提供高質量的科研策略咨詢、實驗技術服務和遺傳數(shù)據(jù)分析服務，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：[email protected] 電話：400-065-6886