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目標區(qū)域測序(Targeted Sequencing)顧名思義是指針對感興趣的目標區(qū)域富集后進行大規(guī)模測序。研究者可以針對自己感興趣的染色體區(qū)域或者大量的候選基因區(qū)域進行數(shù)百個甚至上千個樣品的序列測定。 目標區(qū)域測序作為外顯子測序的一種變異形式因為其目標選擇靈活,測序深度高,費用低等特點目前在醫(yī)學研究中與其它技術(shù)搭配得到了廣泛應用,例如外顯子組測序+目標區(qū)域測序驗證、目標區(qū)域測序+基因分型驗證。然而經(jīng)過我們細心的文獻搜集,我們發(fā)現(xiàn)目標區(qū)域測序在動植物研究領域也有很多重要的應用,它不僅可以作為其它技術(shù)研究結(jié)果的后續(xù)縱深擴展,而且可以單獨作為整篇文章的技術(shù)支撐,下面我們就欣賞一下目標區(qū)域測序在動植物研究領域的那風華絕代的身姿。
PART1 技術(shù)對比 目前在動植物研究領域,例如遺傳圖譜構(gòu)建、QTL定位、GWAS、群體進化、分子標記開發(fā)等等,這些領域形形色色的文章都離不開全基因重測序和簡化基因組測序的身影,無論哪種技術(shù)發(fā)表的文章都可以說是組學文章,一說到組學那就不是測幾個基因的問題了,因此兩種技術(shù)都是數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)量大了測序深度自然就下來了,深度下來了也就只能發(fā)現(xiàn)一些高頻SNP了,而目標區(qū)域測序從方法學和成本上都能很好解決這些問題。解決了這些問題并不意味著目標區(qū)域測序能干的活就少了,不多說了,看下表就明白一切了。 ![]()
PART2 發(fā)表文章 利用全基因組重測序?qū)ψ匀蝗后w、作圖群體、不同品種進行研究發(fā)表都是狂拽帥氣吊炸天的文章,而利用各種類型的簡化基因組測序技術(shù)發(fā)表都是冷艷高貴接地氣的文章,動植物領域目標區(qū)域測序文章成色雖然趕不上全基因組重測序文章,但是卻絲毫不遜于簡化基因組測序文章,相關文章也有Nature,但大多以Plos one居多。
PART3 應用領域 目標區(qū)域測序選擇的目標基因或目標區(qū)域自由度很高,這也就無形中決定了其應用領域的豐富多彩??纯瓷媳碇懈鱾€文章的主要研究內(nèi)容和下表歸納總結(jié)的流程圖就知道目標區(qū)域測序在動植物研究領域應用多廣泛了。
應用1----基于目標基因或者相關信號通路關鍵基因的輔助育種分子標記開發(fā) 為了開發(fā)輔助動植物遺傳育種的分子標記,需要選擇一些決定目標性狀的候選基因(可以是其它近源物種相關通路關鍵基因的同源基因或者就是決定該性狀的目標基因),然后進行目標區(qū)域測序,將測序數(shù)據(jù)和目標性狀進行關聯(lián)分析,從而找到與目標性狀決定基因緊密連鎖的分子標記。
參考文獻: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.
應用2----基于目標基因的物種分類和系統(tǒng)進化分析 針對某些物種間的保守區(qū)域進行目標區(qū)域測序,利用測序數(shù)據(jù)進行物種分類和系統(tǒng)進化分析。
參考文獻:A comprehensive phylogeny of birds (Aves) using targeted next-generation DNA sequencing. Richard O. Prum et al. 2015, Nature.
應用3----基于GWAS結(jié)果的尋找與QTL性狀緊密相關的功能變異 全基因組關聯(lián)分析(GWAS)己經(jīng)廣泛地應用于QTL性狀的研究當中,并且定位出了大量顯著的SNP位點,然而這些標記位點并非真正影響目標性狀的功能變異,而可能與功能變異處于連鎖狀態(tài),因此可以通過對 GWAS 鑒定的區(qū)域進行目標區(qū)域測序,從而找到與QTL性狀緊密相關的功能變異。
參考文獻:Targeted resequencing of GWAS loci reveals novel genetics variants for milk production traits. Jiang L et al. 2014, BMC Genomics.
應用4----基于目標基因的復雜物種GWAS-QTL定位和群體進化研究 有些物種是異源四倍體物種 ,對于這種異源四倍體物種其一個基因特定位點最多有四種不同的等位基因,因此要準確區(qū)別不同的等位基因和準確確定等位基因的拷貝數(shù)在測序時相對于二倍體就需要更高的測序深度,其測序深度至少要達到48×,此時目的目的區(qū)域測序就顯示出其無可比擬的優(yōu)勢。通過對這些異源多倍體物種的目標區(qū)域進行富集捕獲測序,數(shù)據(jù)可用于GWAS-QTL定位和群體進化分析。
參考文獻: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 天昊生物目標區(qū)域測序整體解決方案 天昊目標區(qū)域測序特色
天昊目標區(qū)域測序近期發(fā)表文章
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