三代测序技术及其应用研究进展

通过DNA测序不仅可以更好地认识生命的本质,了解生物的差异性、进化及发展史,而且为重组DNA的研究提供了方向,在疾病诊断及基因分型方面具有非常重要的实用价值。首先从发现DNA是遗传物质开始,简要回顾了第一、二和三代测序技术的整个发展历程,以及各自的优缺点和主要测序技术或平台;其次,重点介绍了由PacBio公司开发的第三代测序典型技术——单分子实时测序技术(SMRT)和ONT纳米孔测序技术的原理、方法和技术流程,并总结了第三代测序技术的应用领域,包括基因组重测序、do novo测序、转录组研究、甲基化检测、与疾病相关的结构变异检测,以及流行病学中病毒准种分析等应用;再次,比较了三代测序技术在转录组测序和表观遗传学研究中的技术优势,第三代测序技术在基因组重复区域或结构变异等研究领域具有非常明显的优势,对多种疾病的研究意义重大,已成为未来重要的精准诊断工具,此外,凭借对重要经济物种遗传信息的解析,育种工作者通过建立基因与性状的关联,对持有优良性状基因的个体进行人工选育,大大缩短了育种年限;最后,对第三代测序技术在医疗、农业、环境等领域的应用前景进行了展望。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

基于高通量测序技术挖掘分子遗传标记及其在蛋鸡生产中的精准应用

高通量测序技术是研究物种复杂生物性状遗传机制的基础,随着高通量测序技术的不断优化提升,一些与生物表型性状密切相关的基因组变异被精准地挖掘出来,其中包括单核苷酸多态位点(SNP)、小片段的插入或缺失(Indel)、拷贝数变异(CNV)以及结构变异(SV)为代表的分子标记。与传统遗传标记相比较,分子遗传标记具有多态性高、遍布整个基因组、检测手段简单快捷以及成本低廉的特点。通过检测覆盖全基因组范围内的分子标记,利用基因组水平的遗传信息对个体或群体遗传资源进行评估,能够缩短世代间隔、提高选种的准确性,进而在短期内取得较大的遗传进展。作者从高通量测序技术挖掘分子遗传标记角度入手,综述了三代测序技术发展历程和应用领域以及三代分子遗传标记检测技术在蛋鸡种业创新中的应用,并详细阐述了高通量测序技术与分子遗传标记相结合在蛋鸡群体遗传多样性及进化分类、群体遗传图谱的构建和功能基因定位、数量性状形成的遗传机制解析和质量性状形成的遗传机制解析等4个方面的精准应用,以期为蛋鸡基因组选择进入实质应用阶段提供科学依据和指导。     

全基因组重测序探究晋南牛优势性状的分子基础

【目的】探究晋南牛优势性状所基于的遗传基础，为后续晋南牛种质资源利用以及分子育种提供参考。【方法】采集12头健康的纯种晋南牛耳缘组织，提取基因组DNA进行全基因组重测序，将测序数据以及NCBI数据库12头红安格斯牛基因组数据比对到牛参考基因组(ARS-UCD1.2),检测群体SNPs位点，采用ANNOVAR软件对变异位点进行注释；对晋南牛与红安格斯牛变异基因进行韦恩分析，筛选晋南牛特异性变异基因并进行GO功能和KEGG通路富集分析，采用Cytoscape软件将显著富集的变异基因进行功能互作分析。【结果】晋南牛基因组DNA测序共获取clean reads 2 621 153 222条，Q30平均值达93.5%,碱基分布均匀且无明显偏向性，平均测序深度11.19×,覆盖率(≥4×)平均值为92.64%;检测到SNPs位点117 773 201个，注释外显子区域获得nonsynonymous、stopgain/stoploss SNPs共405 506个，覆盖于16 690个基因，筛选出晋南牛特异性变异基因5 289个。GO功能和KEGG通路分析表明，基因广泛富集于线粒体、核糖体、细胞器膜相...     

转录组测序技术在绒毛用羊中的应用研究进展

高通量转录组测序技术在绒毛用羊参考转录组信息的研究过程中发挥着越来越重要的作用。作者主要介绍采用二代高通量测序技术(以RNA-Seq为主),挖掘绒毛用羊产毛、产绒等重要功能性状的分子标记,重点分析新发现的山羊新基因及与绒毛用性能相关的候选标记,为调控绒毛生长的分子机制、相关基因表达调控网络及绒毛分子育种等工作的深入研究提供参考。     

基于转录组测序生物信息学分析的研究进展

随着DNA双螺旋结构的发现,基因组研究开始进行,中心法则也成为了研究生命科学的核心。这对近年来分子生物学及检测技术的迅猛发展提供了良好的开端,随之而来的是基因测序研究成为了生物学上一个新的热点话题。虽然通过转录组测序可以获得海量基因数据,但是数据的深入探索还需要进一步研究,而这些深入的挖掘,需要生物信息学分析手段,从而建立了多组学,通过对其进行不断完善,使得现代生物科学形成了一个完整的系统。这使得生物基因学的研究可以成为一个逐层的分析,将通过整合分析出的信息数据来描述生命活动。因此,功能基因组的研究已经成为了动植物基因组研究的重要方向,特别是对转录组的研究尤为重要。作者通过对转录组学的时代背景、转录组研究的复杂性、DNA测序技术的发展史以及转录组学研究方法进行归纳,简述了转录组学的发展历程,并对转录组研究内容做了一个简单系统的介绍,为更加深入地了解转录组测序奠定了基础。     

动物基因组学重测序的应用研究进展

随着第二代测序技术的研发和应用,基因组学的研究不断出新,为其带来了更新的科研方法和解决方案。基因组测序可以更深地了解一个物种的分子进化、基因组成和基因调控等特点,特别基因组重测序技术的发展和应用,将基因组学的研究推向了多领域、多样化、多功能的新阶段。现已从变异检测、性状定位、遗传图谱构建、群体进化分析等方面取得丰硕成果。文章阐述了动物基因组重测序学领域中全基因组测序技术和简化基因组测序技术的应用现状和发展趋势。     

牛基因组研究进展

本文分牛基因组遗传图谱、物理图谱、全基因组序列图与转录组研究四个部分介绍了牛基因组学研究进展.最新的牛遗传连锁图谱由4 585个标记组成,平均图距精确到1.2 cM,是研究牛数量性状位点、定位克隆生产性状相关基因进行分子辅助育种的蓝图.基于限制性酶切指纹图与末端测序技术对294 651个BAC克隆分析拼接成的物理图谱,覆盖约15.8倍基因组,为牛全基因组测序和组装提供了框架.融合了全基因组鸟枪法和逐步克隆法绘制的牛基因组草图,包含了26 052 388个可用测序读长,覆盖约7.0倍基因组,拼接成2.87 Gb的基因组序列.牛各个组织器官的cDNA文库构建和EST测序以及基因芯片方面的基因转录和表达的研究,将阐释更多的泌乳、繁殖、产肉和疾病抵御力等重要性状相关功能基因,从而将更多的基因应用到牛的分子辅助育种上.     

动物科技学院举办“基因测序与功能分析技术”报告

<正>2014年12月12日动科学院在104会议室举办了"基因测序与功能分析技术"报告。李越博士简要介绍北京市理化分析测试中心生物技术部及其技术平台,安云鹤博士介绍基于二代测序平台的基因测序技术,重点介绍宏基因组测序、基因组重测序和转录组测序技术及其后续分析。     

测序技术的研究进展

基因组测序技术是一种分子生物学及其相关学科研究中最常用的技术。从20世纪70年代中期第一代测序技术出现以来,基因组测序技术已取得了重大进展,并改变了生命科学诸多领域的研究面貌。测序成本的急剧下降,测序通量呈指数提高,使得测序速度大大提升。DNA和RNA是生命体的2个基本遗传物质,其组成和序列变化创造了形形色色的生命世界。快速、准确地获取生物体的遗传信息对于生命科学的研究具有重要意义,测序技术能够真正地反映基因组、遗传信息转录,全面地揭示基因组的复杂性和多样性,在生命科学研究中起着重要的作用。综述了各代测序技术的发展成果、测序原理、测序优缺点、国内研究现状,并对测序技术未来的发展方向进行了展望。     

猪的全基因组测序研究进展

猪具有独特的生物学特征,在畜牧业生产和医学研究中占有重要地位。全基因组测序即de novo测序和全基因组重测序为解释猪的生物学特性和促进猪的分子育种发挥了重要作用。本文重点阐述全基因组测序在猪基因组学研究中的应用,分析全基因组测序技术及其在猪的全基因组测序工作中的优势和不足,并对未来猪的分子遗传育种研究工作进行展望。     

单细胞转录组测序在家畜生产中的应用

常规转录组学研究大多是在器官或组织水平上进行转录组测序,忽略了细胞间基因表达的异质性,而单细胞转录组测序(single cell RNA-seq,scRNA-seq)技术可从动物组织分离出的单个细胞的微量全转录组RNA扩增后进行高通量测序,从而在单细胞水平上揭示基因与表现型的关系.现概述scRNA-seq的关键技术要点...     

增强子预测及靶向测序技术研究进展

增强子在传统上被定义为不依赖转录方向及与目标启动子的相对位置来调控一个或多个基因转录的基因组顺式调控序列,其活性对生长发育、基因表达多样性、进化及人类疾病发生起到关键的调控作用,因此,了解增强子的功能特性不仅有利于理解基因表达的时空特异性,也有助于最终揭示细胞分化、物种进化及非编码区域变异导致疾病等关键的生物学问题。随着高通量测序技术的快速发展,增强子的预测鉴定、识别及功能注释的方法和工具也呈现出多样性,包括序列基序分析、转录因子和辅因子的体内结合位点、特征染色质和组蛋白修饰、大规模并行增强子分析,以及CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)相关技术。文章就高通量测序技术在全基因组水平上利用调节因子结合位点、染色质可接近性、组蛋白修饰、增强子与启动子的相互作用、增强子RNAs(eRNAs)和体外荧光素酶等技术对增强子鉴定、识别、预测的6种方法进行了综述,并就如何利用基因编辑技术靶向研究增强子进行了详细阐述,最后展望了全基因组水平上的增强子研究和个体研究增强子的作用,并详细描述了靶向预测增强子的方法,比较了每种方法的优势和局限性,为深入开展该领域的研究工作提供参考。     

转录组测序技术在猪繁殖与呼吸综合征病毒研究中的应用

猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)能导致母猪繁殖障碍及仔猪呼吸困难等症状,严重威胁全球养猪业的健康发展。目前,PRRSV的致病机制及其与宿主的互作机理并不完全清楚。近年来,随着高通量测序技术的快速发展,转录组测序技术已被广泛应用于PRRSV的研究中,为深入解析PRRSV的致病机理及其与宿主的互作机制提供了一种全新的研究工具。作者从感染应答、蛋白功能、毒株、疫苗、抗病品种5个方面对近年来转录组测序技术在PRRSV研究中的应用进行了综述分析,对其筛选的差异表达基因(DEGs)和通路进行总结,以期为未来PRRSV转录组学研究提供参考。