基因組重測序技術(shù)及其應(yīng)用

DNA測序產(chǎn)品和個人基因組產(chǎn)品報告人：朱淼DNA重測序產(chǎn)品應(yīng)用對象人類基因組植物/動物基因組醫(yī)學(xué)/疾病研究農(nóng)業(yè)/分子育種基因組學(xué)/比較基因組學(xué)遺傳學(xué)/群體遺傳學(xué)背景DNA測序產(chǎn)品全基因組重測序產(chǎn)品外顯子測序產(chǎn)品簡化基因組產(chǎn)品（RAD－seq）基因組從頭測序產(chǎn)品全基因組重測序產(chǎn)品全基因組重測序是對已知基因組序列的物種進(jìn)行不同個體的基因組測序，并在此基礎(chǔ)上對個體或群體進(jìn)行差異性分析。全基因組重測序的個體，通過序列比對，可以找到大量的單核苷酸多態(tài)性位點（SNP），插入缺失位點（InDel，Insertion/Deletion）、結(jié)構(gòu)變異位點（SV，StructureVariation）位點。參考基因組參考基因組Ensembl數(shù)據(jù)庫收錄的已經(jīng)測序的動植物/info/about/species.html全基因組重測序產(chǎn)品基因組重測序群體遺傳進(jìn)化研究雜交群體基因分型結(jié)構(gòu)變異相關(guān)研究疾病相關(guān)研究全基因組重測序產(chǎn)品一、樣本要求樣品類型：DNA樣品；樣品需求量（單次）≥30μg樣品濃度：≥100ng/μL樣品純度：OD260/280

=1.8～2.0二、測序要求覆蓋深度：建議覆蓋度在20X以上全基因組重測序產(chǎn)品分析內(nèi)容測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計及質(zhì)量評估SNP檢測及在基因組中的分布InDel檢測及在基因組的分布StructureVariation檢測及在基因組中的分布移碼突變的分布DNA水平差異基因分析遺傳進(jìn)化分析（多樣本）單體型預(yù)測（多樣本）全基因組關(guān)聯(lián)分析（多樣本）全基因組重測序產(chǎn)品Non-breedhorses特有變異主要富集在主要代謝過程、解剖學(xué)的構(gòu)造、形態(tài)發(fā)生和細(xì)胞成分Breedhorse特有變異主要富集在細(xì)胞通訊、脂質(zhì)代謝過程、神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)程、肌肉收縮、離子傳輸、神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程和外細(xì)胞層外顯子測序產(chǎn)品產(chǎn)品特點性價比高：相對于全基因組重測序可經(jīng)濟(jì)高效的獲得基因組信息，對外顯子區(qū)的測序深度更深，結(jié)果更準(zhǔn)確。檢測準(zhǔn)確度高：可在全基因組范圍內(nèi)鑒定單個堿基的變異。適用大樣本分析：外顯子測序具有經(jīng)濟(jì)高效性，更適用于大樣本量疾病及癌癥樣本分析外顯子重測序產(chǎn)品外顯子重測序孟德爾遺傳疾病癌癥基因診斷復(fù)雜疾病一、樣本要求樣品類型：DNA樣品；樣品需求量：≥30μg（人樣品）樣品濃度：≥100ng/μL樣品純度：OD260/280

=1.8～2.0外顯子重測序產(chǎn)品三、測序要求覆蓋深度：建議覆蓋度在50X以上二、捕獲芯片AgilentSureSelectV3、V4、V4+UTR、V5、V5+UTR分析內(nèi)容測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計及質(zhì)量評估SNP檢測及在基因組中的分布InDel檢測及在基因組的分布孟德爾遺傳疾病高級信息分析癌癥的高級信息分析復(fù)雜疾病的高級信息分析外顯子重測序產(chǎn)品第5指綜合征（Coffin-Sirissyndrome，簡稱CSS）是一種罕見的先天性疾病，由于患者父母多為健康個體，CSS通常被認(rèn)為是一種隱性遺傳病。CSS遺傳機(jī)制的闡明有待于對其致病基因及突變的鑒定。本研究使用外顯子組測序方法成功的找到了CSS致病基因。在孟德爾遺傳疾病研究應(yīng)用外顯子重測序產(chǎn)品外顯子重測序產(chǎn)品在前列腺癌研究上的應(yīng)用在多個基因上鑒定出與腫瘤發(fā)生相關(guān)的高頻突變，包括

SPOP，F(xiàn)OXA1

和

MED12簡化基因組產(chǎn)品（RAD－seq）產(chǎn)品特點高密度、高覆蓋度獲得貫穿整個基因組的高密度分子標(biāo)記性價比高基于酶切簡化的基因組DNA，數(shù)據(jù)量低，特別適合大樣本量研究快速高效只需3-4個月即可完成大樣本的圖譜構(gòu)建或群體進(jìn)化研究

RAD-seq技術(shù)簡介：

基于限制位點相關(guān)DNA（Restriction-siteAssociatedDNA，RAD）的測序技術(shù)，即RAD-seq，是一種對酶切產(chǎn)生的基因組標(biāo)簽序列（Tags）進(jìn)行高通量測序的新技術(shù)，該技術(shù)能夠大幅降低基因組的復(fù)雜度，可快速在全基因組范圍內(nèi)鑒定出高密度的SNP位點。RAD-seq應(yīng)用范圍簡化基因組測序遺傳連鎖圖譜購建群體遺傳分析基因型分型QTL定位RAD－seq測序方法一、樣本要求

樣品類型：DNA樣品，無降解或輕微降解，無污染；樣品需求量（單次）：≥

1μg（單次），如果需要多次制備樣品，則需要樣品總量=制備樣品次數(shù)×1μg；樣品濃度：≥25ng/μL；生信分析流程和內(nèi)容第一部分NGS數(shù)據(jù)質(zhì)控第二部分變異檢測原始數(shù)據(jù)質(zhì)控數(shù)據(jù)、過濾比對（有參考基因組）SNP檢測：RADtags基本統(tǒng)計Tags個體聚類后按照測序深度排序Tags群體聚類、堿基糾錯和過濾雜合位點檢測SNP注釋、統(tǒng)計群體進(jìn)化研究：群體遺傳結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建PCA分析連鎖不平衡分析遺傳圖譜構(gòu)建：基因分型遺傳圖譜構(gòu)建QTL定位遺傳連鎖圖譜整合第三部分個性化分析RAD-seq構(gòu)建黑麥草遺傳連鎖圖譜并對抗稈銹病進(jìn)QTL定位研究者使用RAD-seq對黑麥草的F1群體進(jìn)行測序，開發(fā)SNP標(biāo)記，高效的構(gòu)建出的高密度的遺傳圖譜，定位獲得三個抗桿銹病QTL：qLpPg1在LG7上，8cM范圍內(nèi)，解釋的表型變異30-38%；qLpPg2在LG1上，qLpPg3在LG6上，分別解釋的表型變異10%?；蚪M從頭測序產(chǎn)品從頭測序即denovo測序，不需要任何參考序列資料即可對某個物種進(jìn)行測序，用生物信息學(xué)分析方法進(jìn)行拼接、組裝，從而獲得該物種的基因組序列圖譜。利用全基因組從頭測序技術(shù)，可以獲得動物、植物、細(xì)菌、真菌的全基因組序列，從而推進(jìn)該物種的研究。從頭測序繪制基因組序列圖譜研究物種起源進(jìn)化研究特定環(huán)境適應(yīng)機(jī)制研究重要功能基因基因組從頭測序產(chǎn)品應(yīng)用范圍基因組從頭測序產(chǎn)品分析內(nèi)容案例比較基因組分析揭示青霉菌高產(chǎn)機(jī)制研究背景：目前只有低產(chǎn)菌株Wisconsin54-1255被測序和注釋。通過經(jīng)典誘變Wisconsin54-125產(chǎn)生的菌株，青霉素的產(chǎn)量已經(jīng)極大的增加。但是關(guān)于這些菌株的基因組變異結(jié)構(gòu)了解仍然很少。研究對象：工業(yè)高產(chǎn)青霉菌株NCPC10086

低產(chǎn)菌株Wisconsin54-1255（基因組已經(jīng)被測序和注釋）研究目的：對NCPC10086進(jìn)行denovo測序，然后與Wisconsin54-1255進(jìn)行比較基因組分析

，來揭示青霉菌高產(chǎn)機(jī)制

我們的案例Clostridiumdifficile(艱難梭菌)基因組完成圖杭州市疾病預(yù)防控制中心三代測序儀PacBioRSII個人基因組產(chǎn)品背景2007年，DNA(脫氧核糖核酸)雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)者之一的詹姆斯·沃森成為世界上擁有個人基因組圖譜的第一人，“破譯”組用了2個月時間，耗資100萬美元10臺儀器同時運(yùn)行時，每周至少可完成320個人類基因組測序（以30×覆蓋度計算），每年完成的數(shù)量可超過18000個。HiSeqXTen個人基因組產(chǎn)品個人基因組的解讀-----健康風(fēng)險老年癡呆癥銀屑病

結(jié)