羅氏植物外顯子組測序進行有效的作物基因組SNP發(fā)現(xiàn)

瀏覽次數(shù)：4261　發(fā)布日期：2013-12-3　來源：本站　本站原創(chuàng)，轉載請注明出處

二代測序技術迅速發(fā)展，廣泛用于各種DNA研究，尤其對基因組學研究起到了巨大的推動作用。然而，相比人類及動物的研究發(fā)展，植物基因組學研究的二代測序應用仍然發(fā)展較為有限，其中的主要原因在于高等植物的基因組相當復雜，如以多倍體形式存在、含有大量的重復序列等等，導致基因組水平的研究要求的測序量高、測序費用巨大。而且許多植物基因組圖譜的完成程度低，也限制了定向二代測序方法的開展。

最近，羅氏NimbleGen Sequence Capture序列捕獲產(chǎn)品就二代測序在重要經(jīng)濟作物研究中的應用做了專題網(wǎng)絡論壇，邀請了各領域的專家進行相關應用介紹：

美國愛荷華州立大學植物基因組中心教授兼主任Patrick Schnable博士介紹了“利用XP-GWAS進行表型相關的SNP發(fā)現(xiàn)”。XP-GWAS方法基于集群（混合群）分離分析法（Bulked segregate analysis），并結合了二代測序，該方法以用于植物性狀相關的基因定位，既可用于質量性狀亦可用于數(shù)量性狀。Schable博士以玉米谷粒數(shù)為例，介紹了將谷粒數(shù)相近的多個品系玉米的基因組DNA先進行混合后，再外顯子組捕獲測序，而后進行XP-BSA分析獲得基因組中與谷粒數(shù)關聯(lián)的SNP。該方法對于“噪音數(shù)據(jù)”具有一定的容錯性，可補充或替代傳統(tǒng)的GWAS實驗，是一種高效、經(jīng)濟的基因-性狀關聯(lián)研究方法，尤其適合低成本地進行區(qū)域性重要經(jīng)濟作物的研究。

美國堪薩斯州立大學副教授Eduard Akhunov博士介紹了“異源六倍體小麥基因組的重測序”。普通小麥基因組來源于三個不同的基因組，組成異源六倍體，大小超過15Gb，直接對基因組測序會耗費大量的測序成本。為降低研究復雜程度，利用外顯子組捕獲后測序，對基因功能相關的編碼序列進行研究，大大減少了測序費用。在該外顯子組捕獲開發(fā)過程中，對4個不同品系小麥進行了測試，并進行了一次優(yōu)化。之后，對51個品系因組進行捕獲測序，嘗試了利用一個捕獲反應對4-8個小麥DNA進行捕獲，基因組整體覆蓋均勻，對同一基因的不同等位基因的捕獲效率相當。這種多樣本混合后捕獲方法進一步提高了經(jīng)濟效益。

德國萊布尼茲植物遺傳和作物研究所研究組負責人Nils Stein博士介紹了“大麥Hordeum genus外顯子組測序及其他應用”。大麥基因組草圖已于2012年繪制完成，但包括9,616個contigs，并不完整。此次，外顯子組捕獲設計時，利用大麥Rorex的基因組序列，并補充已有的全長cDNA序列和超過30萬條RNA-Seq序列來進行探針，在對H. vulgare, H spontaneum, H bulbosum, H pubilflorum等品種的多個樣本進行的測試中，成功實現(xiàn)了4個樣本的混合捕獲實驗，測序結果對所有品種80%-90%的目標序列都可以達到10x以上的覆蓋。Stein博士強調(diào)了，選擇正確的參考序列進行對比，對結果有很大的影響，利用外顯子組捕獲可以對不同品種大麥的基因組多樣性進行研究，分析性狀決定基因，以及基因組水平的育種。

相關視頻，請關注http://xtalks.com/exome-sequencing-for-crops.ashx

這些應用所涉及的NimbleGen植物外顯子組捕獲產(chǎn)品即將公開并可直接訂購，包括：

小麥外顯子組捕獲：目標區(qū)域107 Mb，相關文獻：Targeted re-sequencing of the allohexaploid wheat exome

大麥外顯子組捕獲：目標區(qū)域86 Mb，相關文獻：Barley whole exome capture: a tool for genomic research in the genus Hordeum and beyond

玉米外顯子組捕獲：目標區(qū)域110 Mb，相關文獻：Changes in genome content generated via segregation of non-allelic homologs

關于NimbleGen

NimbleGen利用數(shù)百萬的探針對復雜植物基因組中的編碼序列進行覆蓋，通過捕獲富集方法簡化了作為研究對象的序列，減少了基因組中的冗余序列，減少了對測序量的需求，因而可以進行更加經(jīng)濟、高效的多樣性研究、基因性狀研究、育種探索等等。值得一提的是，NimbleGen對于基因組信息不完整的物種，也可以利用轉錄組、RNA-Seq的序列設計捕獲方案，同樣可以達到富集目標序列的效果。

相關公司：羅氏診斷產(chǎn)品（上海）有限公司
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