基于第二代测序技术所揭示的DNA/RNA世界和植物遗传学研究

摘要：

继链终止法和化学测序法等第一代测序技术后，实现了高通量平行测序的第二代测序技术于2004年开始商业化，因为它短序列的读长特性，很适合应用于对生物体内天然存在的小RNA深度测序；随着它读长的逐渐增加和将短序列字符串比对回基因组算法的日益成熟，它现在广泛地应用于涉及全基因组水平分析的生物学研究，如对于不同个体的全基因组重测序，通过抗体将转录因子或组蛋白结合的ＤＮＡ富集后进行测序，亚硫酸盐（Bisulfite）试剂处理后进行全基因组水平的甲基化分析，对ＲＮＡ的转录组测序等不一而足。基于该技术，越来越多的miRNA和功能siRNA被发现，各种转录因子结合的特定顺式元件被鉴定，组蛋白在发育过程中在染色体上的变化和全基因组的ＤＮＡ甲基化修饰得以被动态地观察；对转录组的测序揭示一个基因位点普遍存在不同的剪接体且基因组很多非编码区也存在潜在的转录活性；另外转录组中发现大量ＲＮＡ和ＤＮＡ不同的ＳＮＰ位点，引发了是技术缺陷造成还是生物体内ＲＮＡ编辑确实以较高频率存在的争议。在植物遗传学研究中，它提供了对各种表型特别是数量性状（QTL）进行正向定位和全基因关联分析的技术手段，从而加速对表型关联基因所在区段的鉴定。尽管第二代测序的应用正如火如荼，但是它存在着一些无法回避的缺陷：ＲＮＡ需要先反转录成cDNA，测序通过合成的方式进行，这样就有可能由系统引入错误碱基，且经ＰＣＲ扩增放大。为克服这些不足，第三代单分子测序技术应运而生，目前已经进入提高准确率的技术攻艰阶段，有望在近几年投入使用。

 

背景

第二代测序的历史与技术流程

 

结果

 

1.         基于第二代测序技术所揭示的DNA世界

l         Re-sequencing对不同个体SNP和染色体结构变异的高通量鉴定

l         Chip-seq对组蛋白或转录因子在全基因组水平的结合位点鉴定

l         Bisulfite-seq对全基因组甲基化水平的分析

l          

2.         基于第二代测序技术所揭示的RNA世界

l         对mRNA进行转录后调控的植物miRNA

l         来自不同合成途径、发挥不同功能的多样化siRNA

l         普遍存在的RNA剪接体和非编码RNA

l         善存争议的高频率RNA剪辑

l         杂交一代RNA转录来自父本或者母本的偏好性

 

3.         基于第二代测序技术所揭示的植物遗传学研究

l         利用高通量SNP作为分子标记进行的基因初定位

l         利用自然突变体进行的全基因组关联分析

 

讨论与展望

第二代高通量测序技术的数据挖掘：生物信息分析

第三代单分子测序技术的产生

 

参考文献

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自余祥科学网博客。
链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-539003-562493.html

上一篇：2011-READ精选书评
下一篇：综述完整版：基于第二代测序技术的植物遗传和表观遗传学研究