目標(biāo)區(qū)域測(cè)序(Targeted Sequencing)顧名思義是指針對(duì)感興趣的目標(biāo)區(qū)域富集后進(jìn)行大規(guī)模測(cè)序。研究者可以針對(duì)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(cè)定。 目標(biāo)區(qū)域測(cè)序作為外顯子測(cè)序的一種變異形式因?yàn)槠淠繕?biāo)選擇靈活,測(cè)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(cè)序+目標(biāo)區(qū)域測(cè)序驗(yàn)證、目標(biāo)區(qū)域測(cè)序+基因分型驗(yàn)證。然而經(jīng)過(guò)我們細(xì)心的文獻(xiàn)搜集,我們發(fā)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域測(cè)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(cè)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(duì)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(kāi)發(fā)等等,這些領(lǐng)域形形色色的文章都離不開(kāi)全基因重測(cè)序和簡(jiǎn)化基因組測(cè)序的身影,無(wú)論哪種技術(shù)發(fā)表的文章都可以說(shuō)是組學(xué)文章,一說(shuō)到組學(xué)那就不是測(cè)幾個(gè)基因的問(wèn)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(cè)序深度自然就下來(lái)了,深度下來(lái)了也就只能發(fā)現(xiàn)一些高頻SNP了,而目標(biāo)區(qū)域測(cè)序從方法學(xué)和成本上都能很好解決這些問(wèn)題。解決了這些問(wèn)題并不意味著目標(biāo)區(qū)域測(cè)序能干的活就少了,不多說(shuō)了,看下表就明白一切了。 ![]()
PART2 發(fā)表文章 利用全基因組重測(cè)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(lèi)型的簡(jiǎn)化基因組測(cè)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(cè)序文章成色雖然趕不上全基因組重測(cè)序文章,但是卻絲毫不遜于簡(jiǎn)化基因組測(cè)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(cè)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(wú)形中決定了其應(yīng)用領(lǐng)域的豐富多彩??纯瓷媳碇懈鱾€(gè)文章的主要研究?jī)?nèi)容和下表歸納總結(jié)的流程圖就知道目標(biāo)區(qū)域測(cè)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(hào)通路關(guān)鍵基因的輔助育種分子標(biāo)記開(kāi)發(fā) 為了開(kāi)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(cè)序,將測(cè)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(lèi)和系統(tǒng)進(jìn)化分析 針對(duì)某些物種間的保守區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域測(cè)序,利用測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行物種分類(lèi)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(guò)對(duì) GWAS 鑒定的區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域測(cè)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(duì)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(cè)序時(shí)相對(duì)于二倍體就需要更高的測(cè)序深度,其測(cè)序深度至少要達(dá)到48×,此時(shí)目的目的區(qū)域測(cè)序就顯示出其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)這些異源多倍體物種的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行富集捕獲測(cè)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(cè)序整體解決方案 天昊目標(biāo)區(qū)域測(cè)序特色
天昊目標(biāo)區(qū)域測(cè)序近期發(fā)表文章
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