纳米孔测序技术在动物疫病防控中的应用

纳米孔测序是基于单分子的第三代基因测序技术,具有便于携带、实时测序、超长读长等技术优势。近年来,纳米孔测序技术发展迅速,在动物疫情现场处置、流行病学调查监测、动物疫病临床快速诊断、病原体基因组学研究等动物疫病防控领域得到广泛应用。通过综述可以发现纳米孔测序具有如下应用方面的特点：可及时准确鉴别病原体,给出精准检测结果,有助于基层有效应对突发、新发、外来动物疫情;可与PCR联合应用,快速获得病原体全基因组序列,为病毒遗传变异和流行病学分析提供重要参考和理论依据;可用其探索建立灵敏可靠、灵活机动、快速反应的病原体监测预警网;可利用其优势建立较全面的病原体基因库,为后续的临床耐药性分析及用药指导提供建议。随着纳米孔测序技术的不断发展,其在测序通量、准确度和自动化程度,测序成本与周期,数据分析软件的丰富性和易用性等方面有望进一步改善。     

基于纳米孔测序技术对兔腹泻病原的鉴定

为了探索纳米孔测序技术在动物传染病病原快速诊断中的应用价值，采集1只发生腹泻实验兔的肝脏和脾脏进行核酸提取、建库和纳米孔测序分析，同时对该腹泻的实验兔分别进行细菌分离鉴定和腹泻相关病毒的血清学检测。结果显示：纳米孔测序方法运行3 h后，获得1.9 GB的数据量，检出756 521条序列，平均序列长度为2 549.9个碱基。根据对测序数据的生物信息学分析表明，引起实验兔腹泻的病原可能为大肠杆菌。对同批送检的6只实验兔采用常规细菌分离鉴定方法在实验兔的心脏血样品、肝脏、肺脏和回盲部内容物中只分离到了大肠杆菌。对腹泻相关病毒的血清学检测结果显示6只送检的兔均为兔轮状病毒阴性。本研究采用纳米孔测序技术对发生腹泻的实验兔进行诊断，其结果与常规实验室检测方法获得的结果相符合，表明纳米孔技术在动物传染病病原快速检测中具有潜在的应用价值。     

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。     

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。     

单分子测序技术在畜禽科学研究中的应用

单分子测序也称为第三代测序，是近年发展起来的新一代测序技术。单分子测序代表性技术主要有PacificBiosciences公司的单分子实时测序和OxfordNanopore公司的单分子纳米孔测序技术。与第一代和第二代测序技术相比，新一代测序技术具有单分子测序、超长读长以及RNA也可直接测序等特点，为科学研究提供了更大的便利。本文概述了单分子测序技术的基本原理和特点，总结了其在畜禽遗传育种、畜禽病原微生物研究、有益微生物开发和畜禽产品检测中的应用现状，以期为单分子测序技术在畜禽科学中更广泛地应用提供参考。     

单细胞测序技术及其在畜牧科学研究中的应用

单细胞测序(Single Cell Sequencing)是对单个细胞进行测序后利用生物信息学等手段进行分析的技术,包括单细胞分离、扩增测序和数据分析3个方面,主要应用于肿瘤、胚胎发育、免疫学等方面。随着单细胞测序技术的迅速发展,单细胞测序技术已成为研究细胞发育中基因组、转录组和表观基因组异质性的重要工具。单细胞测序可以获取单个细胞完整的全基因组,克服了大样本量、细胞异质性等问题,为研究细胞间异质性信息和细胞群体之间关系提供了新的研究策略。本文就单细胞测序方法及其在畜牧科学研究中的应用进行综述,并探讨其应用前景。     

Nanopore快速测序诊断饲养野猪非洲猪瘟疫情

为快速确诊内蒙古阿尔山地区突发的一起饲养野猪疫情,完成未知病原的检测与鉴定,从而迅速阻击疫情,本研究采用纳米孔(Nanopore)快速测序方法,在接到样品后150 min内检测出213条非洲猪瘟病毒(ASFV)序列,覆盖28.1%全基因组序列,迅速锁定该野猪疫情是由ASFV导致。为验证快速检测的准确性和可靠性,本研究进一步使用连接测序方案对该样品进行高通量测序,共获得9.0 G数据,包含1826条ASFV序列,拼接出99%的全基因组,测序深度为5.02×,进一步确认该疫情是ASFV引起。本研究通过纳米孔测序技术迅速处置突发野猪ASF疫情,实现疫情的早期监测与防控,对阻击病毒在野猪群体中的流行具有重要意义。     

猪轮状病毒检测技术研究进展

猪轮状病毒(PoRV)是导致哺乳仔猪和断奶仔猪腹泻的主要原因之一。该疫病的暴发流行,给养猪业造成巨大的经济损失。因此,快速可靠检测PoRV的方法,有利于及时诊断和防控该病。目前,用于检测猪轮状病毒的方法很多,论文对于近年来检测PoRV的方法进行了论述,包括病毒分离培养鉴定、病毒电镜形态检查、酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫层析试纸条检测技术、反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)、实时荧光定量RT-PCR(RT-qPCR)和逆转录-环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP)、原位杂交技术(ISH)、纳米孔测序等,并分别介绍了不同检测方法在应用中的优缺点,为有效诊断及防控PoRV感染提供技术指导。     

多重核酸检测技术在动物疫病诊断和食品安全监测领域的研究进展

核酸检测技术是目前动物疫病诊断和食品安全监测的重要手段。多重核酸检测技术可同时检测多种病原,具有通量高、损耗低的优势,在疫病诊断和食品安全监测等领域的应用越来越广泛。目前已研发出多种多重核酸检测技术,包括聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)多病原核酸检测技术、环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)多病原核酸检测技术、生物芯片多病原核酸检测技术、高通量测序多病原核酸检测技术等。由于检测原理不同,不同方法之间的检测性能存在较大差异。本文通过概述基于PCR/RT-PCR、LAMP/RT-LAMP、生物芯片、高通量测序建立的多重核酸检测技术,全面分析其在动物疫病诊断和食品安全监测领域中的特点和具体应用策略,以期推进病原检测技术的创新和发展,为动物疫病诊断及食品安全监测提供技术支持。     

转录组测序——RNA-Seq技术在动物疾病检测中的应用研究进展

从第二代测序技术发展起来的转录组测序技术(RNA-Seq),具有不受物种限制、更高分辨率、背景噪音低、重复性高、成本低廉等优点;被广泛应用于遗传育种、癌症筛查、病原检测等各个领域。目前在野生动物疾病预防诊断工作中还没有该技术应用的报道。本文从RNA-seq技术在动物病毒病、细菌病、寄生虫病三个方面的应用进展进行了阐述,以期能尽早将该技术应用到野生动物疾病防治工作中,为野生动物预防与抵抗病原体感染提供解决策略。