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動植物基因組重測序技術(shù)介紹
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技術(shù)簡介：
全基因組重測序就是對基因組序列已知的物種或個體進(jìn)行基因組測序，從而對群體或者個體在全基因組水平進(jìn)行差異性分析，通過與參考基因組進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)大量的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異，例如單核苷酸多態(tài)性位點（SNP），插入缺失（InDel），拷貝數(shù)變異（CNV），結(jié)構(gòu)變異（SV）。因此動植物基因組重測序在群體進(jìn)化，功能基因鑒定，分子標(biāo)記開發(fā)，動植物育種，疾病研究等方面具有非常重要的指導(dǎo)意義。

應(yīng)用領(lǐng)域：

• 動植物群體進(jìn)化
• 功能基因鑒定
• 分子標(biāo)記開發(fā)
• 動植物育種

技術(shù)優(yōu)勢：

• 在全基因組水平進(jìn)行差異性分析，可以發(fā)現(xiàn)大量的SNP，InDel，CNV，SV
• 可以通過發(fā)現(xiàn)的基因序列變異和結(jié)構(gòu)變異快速進(jìn)行群體進(jìn)化，功能基因鑒
定等方面研究
• 不存在序列偏好性，具有均一的測序深度
• 基因組覆蓋度大于95%，Q30>80%，因此覆蓋率高，數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)異

技術(shù)參數(shù)與實驗流程
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技術(shù)參數(shù)

樣本要求	測序策略	數(shù)據(jù)要求
樣品類型： DNA 樣品需求量：總量>4μg；濃度≥50ng/μL 樣品質(zhì)量：260/280介于1.7-2.0之間樣本無明顯降解	Hiseq 2×150	Q30>80% 基因組30×測序深度基因組覆蓋度大于95%

A. 建庫測序流程

B. 數(shù)據(jù)分析流程

標(biāo)準(zhǔn)分析內(nèi)容包括：

1) 原始數(shù)據(jù)fastqc質(zhì)控
2) 參考基因組比對
3) 序列統(tǒng)計
4) SNV Calling
5) SNV功能注釋、數(shù)據(jù)庫注釋
6) SNV Calling可靠性篩選
7) Mutation分析
8) 高頻SNP進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析
9) 全基因組CNV分析
10) 全基因組SV結(jié)構(gòu)變異分析

經(jīng)典文章解讀
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案例：棗椰樹的全基因組測序可以對其多樣化產(chǎn)生新的見解

背景：棗椰樹（Phoenixdactylifera L.）是中東和北非重要的多年生作物，主要生長在炎熱，干旱的棲息地，包括沙漠綠洲，河流灌溉的農(nóng)場或種植園。其果實可食用，因此是中東和北非干旱地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物。但是關(guān)于棗椰樹的起源進(jìn)化，仍然不清楚。

方法：來自紐約大學(xué)阿布扎比分校的研究人員使用Illumina平臺(HiSeq 2500,2 × 100bp)對來自12個國家的62個棗椰樹品種（其中17個樣本來自北非，36個來自中東；9個原產(chǎn)于南亞）進(jìn)行全基因組重測序(平均測序深度：20.8 ×)。

結(jié)果：在62個棗椰樹品種之間發(fā)現(xiàn)了700萬多個單核苷酸多態(tài)性。群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)在北非和中東/南亞棗椰樹品種之間存在一個明顯的的遺傳分化，推測棗椰樹最初是在中東地區(qū)種植，后來傳播到北非。文章還發(fā)現(xiàn)了一個轉(zhuǎn)座子插入突變可引起棗椰樹果實顏色的變化，而與棗椰樹親緣關(guān)系很遠(yuǎn)的油棕櫚樹也同樣具有這個突變，并且這兩種植物在大約6000萬年前分開進(jìn)化。　　

參考文獻(xiàn)：Hazzouri, K.M., et al., Whole genome re-sequencing of date palms yields insights into diversification of a fruit tree crop. 2015. 6: p. 8824.

圖一：62個棗椰樹品種單核苷酸多態(tài)性分析

圖二：棗椰樹群體結(jié)構(gòu)分析。（A）主成分PCA分析。（B）Neighbour-joining tree（c）群體分層

圖三：棗椰樹基因組中近親繁殖的證據(jù)

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動植物基因組重測序