研究进展
农林基因组
之
简化基因组测序
Research Progresse
基因组上承载了最基本的基因序列信息，深入研究基因组上遗传变异，可以定位重要功能基因，还可以揭示物种进化和适应环境的分子机制。基因组上的分子标记主要有测序和芯片两种检测手段。测序类型有全基因组De novo, 重测序和简化基因组测序。接下来就从三种测序类型介绍它们最近在农林研究的应用。
简化基因组测序，即对部分基因组进行序列测定。最近在作物中兴起的外显子测序也可以归为简化基因组测序。外显子组测序（Exome Sequencing）是指利用靶向捕获技术将全基因组外显子区域捕获富集后进行高通量测序的基因组分析方法。通过高通量测序技术进行外显子组测序，能够直接发现与蛋白质功能变异相关的遗传突变，直接对基因功能相关的编码序列进行研究，大大减少了测序数据量及费用。作物全外显子组测序已经在小麦、玉米、棉花、水稻等农作物的研究中得到了广泛关注，同时应用范围逐渐扩大。
通过野生二倍体AA和SS(接近BB)杂交产生野生四倍体AABB杂交后代，并与野生二倍体DD基因型杂交产生六倍体AADDBB。进一步分析证实小麦B基因组来源于山羊草属(Aegilops)系中的A. speltoides (SS) ，而 A. tauschii 和 T.urartu 的祖先分别代表了D和A基因组系的起源。该模型证实了野生二粒小麦是所有现代四倍体AABB和六倍体AABBDD基因型的现代A和B小麦亚基因组祖先的最近的后代。数据表明，在驯化和栽培的早期阶段，野生二粒小麦池T. dicoccoides Schweinf 产生了至少两个不同的栽培四倍体谱系，T. dicoccum Schrank ex Schübl. 和 T. durum Desf. 。现代面包小麦起源于约10,000年前的新月沃土，今天在小麦基因库中观察到的变异是在人类迁徙、人为选择和后来的育种驯化过程中形成的。
以上介绍的是简化基因组测序新成员外显子测序，而传统的简化基因组测序是指利用限制性内切酶对基因组DNA进行酶切，并对酶切片段进行高通量测序的技术。按照建库的方法不同，分为RAD (Restriction-site Associated DNA)和GBS (Genotyping-by-Sequencing )；2b-RAD，dd-RAD，SLAF和ddGBS等都是在这些方法的基础上在不同细节进行了改良。GBS 技术的关键是运用了甲基化敏感的限制性内切酶 ApeKI，即Ⅱ 型酶，回避了基因组主要的重复区域，主要针对单拷贝区域的 tags 测序；它无需知道基因组信息，文库构建简单，标签密度易于调节，成本相对低廉，是目前使用最为广泛的简化基因组基因分型手段。
伯豪生物的DNA产品线整合了测序和芯片平台，为客户提供从基因组测序、外显子组测序、目标区段捕获测序、SNP芯片和CNV芯片等高通量筛选，个性化的生物信息分析，到Fluidigm、Sanger测序、qPCR等中低通量验证的整体一站式服务。经过十年的发展，累计完成~1500个科研服务项目，涉及大豆、水稻、芝麻、山药等重要农作物和医学实验样本~3万例，涵盖遗传育种、肿瘤、遗传病、复杂疾病等各个领域，协助客户在Nature、Nat Genet、Nat Med、J ClinOncol、Leukemia、PNAS、Cell Res等高水平期刊发表论文100+篇。
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