利用三代测序技术鉴定c.586T>C突变导致的Bel亚型

目的利用PacBio三代测序技术鉴定c.586T>C突变导致的Bel亚型,并分析Bel亚型家系的血型血清学特点。方法ABO血型表型检测使用血清学方法,对ABO正反定型不符的家系标本进行ABO基因第6、7号外显子Sanger测序。利用PacBio三代技术对先证者及其子女的3例样本进行ABO基因全长单体型分析。结果先证者血清学表型为Bel亚型,测序技术鉴定ABO基因序列第7外显子存在c.586T>C位点突变,三代测序单体型鉴定先证者ABO基因型为ABO^(*)BEL(c.586T>C)/O01.02,其长子和长女基因型为:ABO^(*)A1.02/BEL(c.586T>C)、ABO^(*)B.01/BEL(c.586T>C)。结论c.586T>C位点突变是导致本例Bel的分子基础,PacBio三代测序技术能够精准鉴定ABO亚型单体型。

基于第三代基因测序对地中海贫血基因检测的研究进展

地中海贫血是世界上分布最广泛的单基因常染色体隐性遗传病,其临床表现从无症状到需要持续输血来维系生命的严重贫血,这对社会及家庭造成了严重的经济负担,因此,在产前进行相应的筛查与诊断很有必要。常规的检测方法大多只能检测出常见的地中海贫血基因型,对于罕见的基因变异容易造成误诊或漏诊,这对于临床遗传咨询造成一定困难。第三代基因测序(Third-generation sequencing,TGS)目前已应用于地中海贫血基因的检测,相较于常规检测方法,其更加准确、可靠,更具有优越性。本文就第三代基因测序技术在地中海贫血基因检测方面的最新研究进展作一综述。

三代测序和单细胞转录组测序技术在家畜雄性生殖领域的研究进展

雄性家畜优良的繁殖性能可以提高养殖效益,促进家畜种群的改良和生产性能的提升,而睾丸正常发育是雄性哺乳动物精子发生及有效繁殖力的先决条件。近年来,高通量测序技术已广泛应用于哺乳动物睾丸发育及精子发生的各项研究中。其中三代测序和单细胞转录组测序技术已经成为深入研究家畜雄性生殖及精子发生机制的有效工具。文章综述了雄性睾丸发育,三代测序和单细胞转录组测序技术及其在睾丸发育中的应用和研究进展,揭示出与雄性生殖发育相关的关键基因和途径,为提高家畜的繁殖效率及研究生殖疾病的病因提供参考依据。

克氏原螯虾的三代转录组测序分析

为探究在病原刺激情况下克氏原螯虾(Procambarus clarkii)的转录组信息,采用PacBio平台的单分子实时测序技术(SMRT),对使用弧菌刺激下的克氏原螯虾的血淋巴、肝胰腺、鳃、肠、淋巴器官和肌肉的混合组织样进行全长转录组测序,获得克氏原螯虾的全长转录本文库。首先,使用TRIzol法提取总RNA合成双链cDNA用于SMRTbell建库和测序,利用SMRT分析套件进行插入片段识别,Reads分类、聚类和校正,利用BUSCO单拷贝同源数据库对其进行组装的完整性评价,通过使用CD-HIT软件,将序列进行去冗余分析,最后利用公共数据库NR、NT、SwissProt、KOG、GO、Pfam及KEGG对克氏原螯虾转录本进行功能注释。全长转录组得到改良后一致序列149213个,序列平均长度为2213 bp。BUSCO单拷贝同源数据库完整性评价,约有95.8%完整基因元件,说明大多数保守基因组装较完整,组装结果较可靠。在NR数据库注释得到110181条序列,分别比对到1373个物种,其中与美洲海螯虾(Homarus americanus)基因相似的序列最多,为48433条。与GO数据库进行匹配,统计注释到结合和催化活性功能最多,分别为14327和13344个。KOG功能注释分为25个功能组分,其中,一般功能预测最多,为20269个。KEGG注释结果发现,信号转导的代谢通路注释的基因数最多,为12277个。本研究过程中组装并获得完整良好的序列,与功能数据库比对得出序列的功能特性,可为探究克氏原螯虾的功能基因、免疫响应和相关代谢通路等提供可靠的基因组资源。

200例地中海贫血第三代测序检测及结果分析

目的 应用第三代测序技术(三代测序)检测地中海贫血(地贫),了解地贫基因类型、构成比等,为地贫的诊断提供理论依据。方法 选取200例就诊于我院门诊可疑地贫的患者,行血常规及血红蛋白电泳检查进行地贫初筛,再进一步行三代测序检测并统计分析。结果 200例患者中男性92例,女性108例,年龄(27.07±5.18)岁。血常规及血红蛋白电泳检出地贫初筛阳性120例(60.0%),进一步行三代测序检出地贫基因阴性36例(30.0%),基因阳性84例(70.0%),其中α地贫47例(56.0%),β地贫34例(40.5%),α/β复合地贫3例(3.6%)。地贫初筛阴性80例(40.0%),行三代测序检出地贫基因阳性28例(35.0%)。三代测序共发现18种基因型,包括8种常规地贫基因检测试剂盒无法检出的类型和4个罕见类型。结论 血常规及血红蛋白电泳能筛出高度疑似地贫的人群,但存在较高的漏诊率,三代测序能明确地贫基因型及检出罕见基因突变,提高地贫检出率,且较常规地贫基因试剂盒检出更多基因型。

宏基因靶向三代测序在下呼吸道感染病原体检测的诊断效能和临床价值

目的比较宏基因靶向三代测序与传统血培养对于下呼吸道感染病原菌诊断性能差异。方法选取2022年7月到2023年7月下呼吸道感染患者90例,收集患者临床资料,采集肺泡灌洗液分别进行培养和宏基因靶向三代测序,比较两个方法的阳性率、一致性,病原体检出分布,混合感染检出率,耐药检出情况等。结果90例患者中,宏基因靶向三代测序和培养的阳性率分别为84.4%和24.4%,宏基因阳性率高于培养(P<0.05),无论在细菌、真菌还是特殊病原体上,宏基因的检出率均高于培养,尤其是在非常见病原体、体外难以培养或生长缓慢的病原体上,宏基因混合感染检出率高于培养,宏基因检出3例细菌耐药基因,并有2例在药敏试验中得到验证。结论相较于传统培养,宏基因靶向三代测序在下呼吸道感染病原微生物诊断上时效性更好,阳性率更高,病原微生物种类、数量检出更多,混合感染检出率更高,且能预测微生物抗生素耐药性,具有更高的诊断价值和临床意义。

基于PacBio三代测序的高质量汶上芦花鸡基因组的组装

【目的】汶上芦花鸡为中国唯一的芦花羽地方鸡品种资源,芦花基因可伴性遗传,芦花羽性状可用于雏鸡的自别雌雄。试验旨在丰富家鸡基因组信息,获取汶上芦花鸡全基因组序列,为鸡伴性芦花羽分子机制研究提供材料。【方法】以汶上芦花鸡为试验动物,基于BGI MGISEQ构建小片段文库进行基因组特征评估,利用PacBio三代测序技术、Hi-C技术组装及构建汶上芦花鸡全基因组信息数据库,利用生物信息学方法对获得的基因组序列进行组装和功能注释。【结果】试验共获得BGI二代测序数据量59.70 Gb;获得PacBio三代测序数据量31.13 Gb,reads平均长度为15362 bp;获得Hi-C数据量95.37 Gb;拼接和初步组装得到基因组大小为1.12 Gb,经Hi-C辅助组装后,共有1.07 Gb的序列挂载到41条染色体上,挂载率95.62%,基因组contigs N50为9.61 Mb,scaffold N50为91.29 Mb,BUSCO评估为98.50%,基因组连续性和完整度良好;预测基因组有22.57%的重复序列,有426个tRNAs、56个rRNAs、260个miRNAs和308个snRNAs;共预测得到蛋白编码基因17338个,其中96.00%的基因在数据库中得到了功能注释;组装获得汶上芦花鸡Z染色体长度约88.23 Mb,预测并注释到蛋白编码基因742个,这些基因显著富集于氨基酸、脂肪等代谢相关通路,在汶上芦花鸡Z染色体上准确定位了TYRP 1、CDKN 2 A、SLC 45 A 2等羽色相关基因。【结论】研究获得了汶上芦花鸡高质量染色体水平基因组,丰富了家鸡基因组遗传信息,准确定位了Z染色体上一些羽色相关基因。研究结果可为从全基因组水平挖掘汶上芦花鸡优异性状调控机制奠定基础。

三代测序技术在临床微生物检验中的应用进展

感染性疾病是一类常见的临床疾病。临床微生物室鉴定病原体物种与耐药性结果对治疗感染性疾病有重要指导作用,但传统培养耗时长、阳性率低,远不能满足临床需求,三代测序(TGS)技术采用不依赖于培养的鉴定方法,直接对DNA或RNA进行测序,耗时短、读长较长、体积袖珍,在临床微生物鉴定、耐药性判断和传染性疾病监控中发挥重要作用,是未来微生物室内与床旁检测病原体的重要发展方向。

基于三代测序技术的RHD、RHCE基因mRNA研究

目的建立基于Nanopore的RH基因mRNA三代测序方法,探讨D阳性和D^(el)表型中RHD、RHCE基因mRNA转录本的种类和表达水平差异。方法选取2021年3月~2022年5月成都市各医院送检至本实验室的经RhD血清学初筛及确证试验阴性的RhD阳性标本5例、D^(el)型标本5例。分离有核红细胞和白膜层,提取DNA和RNA,采用PCR-SSP对RhD阳性、D^(el)型基因分型,mRNA逆转录为cDNA后,采用1对引物同时对RHD、RHCE基因的全长mRNA扩增。分别采用Sanger测序和基于纳米孔的三代测序技术对扩增产物进行测序,并对RHD、RHCE基因mRNA转录本的不同剪接体种类和表达量进行分析。结果本研究建立的方法可同时扩增出RHD和RHCE的全长转录本,在10例标本中检测到了10种不同RHD基因mRNA转录本、9种RHCE基因mRNA转录本。D^(el)型中可检测到RHD的全长转录本(RHD-201),但表达量显著低于RhD阳性标本,D^(el)标本中转录本RHD-207(D^(el)789)表达量显著高于RhD阳性标本,转录本RHD-208(D^(el)8910+213)仅在D^(el)型个体中检出,其他RHD转录本以及所有RHCE转录本在2种个体中未发现显著差异。结论本研究成功建立了RHD、RHCE基因mRNA三代测序全长转录本异构体的分析方法,发现RHD、RHCE基因存在复杂的选择性剪接模式,为血型基因变异体mRNA选择性剪接研究提供了新方法。

基于Pacbio第三代测序技术的厚朴基因组测序分析

厚朴为著名的传统药用植物,归于木兰科、木兰属,于我国广泛种植,其树皮、根皮、枝皮、叶片、花、果实均能入药或食用。为获取厚朴全基因组序列信息,该文以厚朴叶片DNA为材料,采用Pacbio Sequel第三代测序技术构建厚朴全基因组数据库,并利用生物信息学方法对获得的核苷酸序列进行组装、功能注释以及进化分析研究。结果表明:(1)原始测序数据过滤后获得140.91 Gb三代数据,Read N50约为13784 bp,经过组装得到厚朴基因组大小为1.68 Gb,Contig N50约为222069 bp,单拷贝基因完整性为81.0%。(2)组装后的序列通过与NR、KOG、KEGG等功能数据库比对,共有98.40%的基因得到了功能注释,其中KOG功能注释结果发现厚朴的蛋白功能主要集中在一般功能预测、翻译后修饰、蛋白质转换、伴侣以及信号转导机制;GO功能分类表明厚朴的基因集中在细胞组分及生物学过程;KEGG分析发现厚朴参与代谢通路的基因占主要地位。(3)通过与葡萄、拟南芥、水稻、杨树、银杏、无油樟、茶树及牛樟基因组的比对分析,发现厚朴23424个基因中有20801个基因可以分类到12129个家族,其中有515个基因家族为厚朴所特有,而厚朴与牛樟(樟科)亲缘关系较近,两者的分化时间约在122.5百万年前(mya)。该研究首次利用第三代测序技术对厚朴全基因组解析,有利于对其进一步进行深入的开发与利用,也为研究其他药用植物全基因组奠定了基础。

基于PacBio三代测序的香瓜茄(人参果)基因组的组装

香瓜茄又名人参果,具有抗氧化、抗肿瘤、抗糖尿病等多种生物活性。为丰富茄科作物基因组信息及进化发育历程,获取香瓜茄全基因组序列信息,同时为香瓜茄相关分子研究奠定基础。以香瓜茄植物组织为试验材料,基于Illumina HiSeq构建小片段文库进行基因组特征评估,利用PacBio三代测序技术、Hi-C技术构建及组装香瓜茄全基因组数据库。利用生物信息学方法对获得的基因组序列进行组装、功能注释以及进化分析研究。结果表明,获得54.11 Gb Illumina HiSeq数据;获得55.08 Gb PacBio数据,reads平均长度为14 179 bp;获得Hi-C数据量约143 Gb;拼接得到该基因组contig序列总长为1.16 Gb,Hi-C纠错后contig N50为22.63 Mb;Hi-C挂载染色体,共有1.12 Gb长度的序列可以挂载到12条染色体上,占比97.16%;其中,能够确定顺序和方向的序列长度为1.08 Gb,占定位染色体序列总长度的96.11%,得到基因组大小1.25 Gb;预测有64.22%的重复序列,41 571个基因,99.06%的基因可以注释到NR、GO、KEGG等数据库中;预测得到4 360个tRNA、5 677个rRNA、154个miRNA;得到449个假基因。香瓜茄与马铃薯的进化时间大约在12.82 MYA。

纳米孔测序在病原微生物检测中的应用专家共识

目的提高危重症感染性疾病的诊断及救治水平,规范纳米孔测序的临床应用,促进该技术的良性发展。方法由中国药理学会治疗药物监测研究专业基层委员会和广东省药学会临床治疗精准用药专家委员会发起并组织多学科专家,采用名义群体法讨论确定共识编写大纲,形成共识初稿;采用德尔菲法进行专家咨询,对专家意见进行分析和修订,形成共识。结果与结论最终制定的《纳米孔测序在病原微生物检测中的应用专家共识》涵盖了靶向测序、宏基因组测序和全基因组测序等方向,对纳米孔测序的样本采集与保存、检测过程、生物信息学分析、报告解读等全流程进行了规范,并对其中的关键问题给出了推荐意见。

第三代测序技术的方法原理及其在生物领域的应用

在自然界中,生物DNA的碱基序列包含着生物体中绝大多数的遗传信息,破译这些碱基序列就成了探索生命奥秘的至关重要的课题。随着第二代测序技术(Next-Generation Sequencing,NGS)的发展和应用,其弊端正在显现,而第三代单分子测序技术在一定程度上可以弥补NGS技术在应用中的一些不足。本文阐述了第三代单分子测序技术的2个测序原理,介绍其在基因组、转录组、表观遗传学等方面的应用现状,同时对其未来发展进行展望。

白芷全基因组测序分析及BGLU基因家族分析

白芷为常用的药食同源物种,既是临床常用中药,又是香料,用途十分广泛。为获取白芷全基因组序列信息,该研究首次以杭白芷叶片DNA为材料,采用Nanopore测序技术构建杭白芷全基因组数据库,并利用生物信息学方法对获得的核苷酸序列进行组装、功能注释以及进化分析研究。结果表明:(1)原始测序数据过滤后获得662 Gb三代数据,Read N50约为32932 bp,经过组装得到杭白芷基因组大小为5.6 Gb,Contig N50约为806638 bp。(2)组装后的序列通过与KOG、GO、KEGG等功能数据库比对,得到了功能注释的基因占66.47%,KOG功能注释结果表明杭白芷的蛋白功能主要集中在一般功能预测、翻译后修饰、蛋白质转换、伴侣以及信号转导机制;GO功能分类表明杭白芷的基因集中在生物学过程及细胞组分;KEGG通路注释表明参与代谢途径的基因占主要地位。(3)杭白芷中鉴定到45个BGLU家族基因。该研究首次利用第三代测序技术对杭白芷全基因组进行解析,为杭白芷的系统生物学研究和BGLU在杭白芷生长发育中的后续功能研究提供了重要的理论参考。

基于第三代测序技术的基因组组装方法及其在烟草中的应用

第三代测序技术凭借着片段读长更长的优势在基因组研究中得到广泛应用。为此,回顾了测序技术的发展,总结了三代测序技术的优缺点,重点对第三代测序技术的基因组组装方法,包括数据预处理、序列组装、组装之后的序列修补和序列的染色体定位方法进行了追踪和统计,同时介绍了测序技术和基因组组装方法在烟草基因组研究中的应用。

第三代DNA测序及其相关生物信息学技术发展概况

本文介绍了第三代DNA测序的技术原理及应用现状,并对相关的生物信息学技术进行了综述。第三代测序技术以单分子测序为主要特点,目前已广泛应用于食品科学及生命科学研究的各个领域,其代表有Heliscope Bio Science公司的SMS技术、Pacific Bio Sciences公司的SMRT技术等。本文同时归纳总结了基因组学相关的生物信息学发展状况及常用的数据库。

第三代测序技术的主要特点及其在病毒基因组研究中的应用

随着基因测序技术的创新和应用,新的高通量测序技术不断涌现,以Pacific Biosciences(PacBio)公司的单分子实时测序(single molecule real time sequencing)为代表的第三代测序(third generation sequencing,TGS)技术开始逐渐应用于基因组研究,包括大型基因组拼装、基因结构变异和表观遗传研究等方面。本文主要对TGS技术的原理、特点和应用,特别是在病毒研究中的应用进行介绍,并与第二代测序(next generation sequencing,NGS)技术进行比较,为基因组测序技术的选择及其临床应用提供一定参考。

第三代测序技术在转录组学研究中的应用

转录组学从整体水平系统研究转录过程,其发展离不开深度测序技术的不断进步。近年来,以单分子、长读长为特征的第三代测序技术,为从全长转录本水平研究转录组提供了机遇。本文就第三代测序技术在基因结构注释、RNA可变调控事件的鉴定及其组合搭配规律、以及候选基因结构与功能研究中的应用进行综述,并对其在全长转录本水平的定量转录组学研究、RNA修饰研究以及单细胞研究领域的应用前景进行展望。

第二、三代基因组测序数据混合拼接软件综述

DNA测序是生物信息学研究的重要内容之一,对测序序列的从头拼接是其中非常基础而重要的步骤。随着测序技术的不断更新,新的第三代测序数据拥有更长的序列长度、高错误率等性质,针对这些性质,同时使用二代、三代测序数据进行混合拼接是获得更好的拼接结果一种重要方式。本文介绍了现有的混合拼接软件的基本原理,并比较了不同软件拼接结果。最后,本文对选择拼接软件以及提出新的混合拼接方法的研究方向给出了建议。

第三代测序细菌基因组DNA提取方法的比较

为筛选有效提取细菌菌株总DNA的方法,分别采用SDS法、CTAB-SDS法、试剂盒法和改良试剂盒法对苏云金芽胞杆菌、粘细菌和放线菌进行总DNA的提取、电泳检测、NanoDrop 2000测定、PCR扩增.对放线菌和苏云金芽胞杆菌,用改良试剂盒法所提取的总DNA纯度较高,电泳条带清晰,DNA主带位于23 kb,单位体积菌液所提取到的总DNA较SDS法和CTAB-SDS法高,能满足下游的PCR扩增等分子操作.对待测样品所做的质检报告也证实样品合格,可用于后续建库、测序.而粘细菌提取到的总DNA由于它们的OD260/230在2.0以下,没有达到第三代测序样品的要求.改良试剂盒法所提取到的总DNA大多数可以满足第三代测序技术样品制备的要求.