RAD标记测序及其在分子育种中的应用

基于限制位点相关的DNA（restriction site associated DNA, RAD）标记的测序方法是一种新型的测序技术.其优点是不仅节省传统测序的试验成本,而且能快速准确的定位出数以千计的基因标记,从而更加适合分子辅助育种的应用.该方法可应用于寻找DNA多态性,鉴别SNP,构建未知基因组序列生物的遗传图谱,定位目的性状基因等.本文主要综述了RAD标记和RAD测序的研究进展及其在分子育种中的应用.     

DNA测序技术的进展和挑战

基因是人类的遗传信息的载体,其遗传和表达影响人类的繁衍及各种生命活动;个体基因组DNA序列突变往往会导致疾病的发生,获取个体的基因组DNA序列将有助于疾病的诊断.DNA测序技术潜在的医学应用前景使其近几年有了飞速的发展.本文将介绍各代DNA测序技术已经取得的进展,目前尚待克服的挑战及可能的解决办法,并着重分析最新的单分子测序技术的发展潜能及临床应用前景.     

不断发展的DNA序列测定技术

DNA的核苷酸顺序是分辨率最高的物理图谱,它提供了有关遗传设置的重要信息,因而,测定DNA的核苷酸排列顺序是我们认识基因结构、调节和表达的基础,也是进一步进行DNA大分子操作的前提条件。从1965年Holly等完成了酵母丙氨酸75个核苷酸的测序工作以来,核酸序列分析特别是DNA测序就引起了人们极大兴趣。在短短的二十几年内,DNA测序技术在方法策略、精度和效率等方面都取得了惊人的进展。一、DNA序列测定的基本策略酶法和化学法都是70年代提出的二种DNA测序的方法,到目前为止,它们仍     

大规模平行测序技术(MPSS)研究进展

大规模平行测序技术（massively parallel signature sequencing,MPSS）是以DNA测序为基础的大规模高通量基因分析新技术,通过标签库的建立、微珠与标签的连接、酶切连接反应和生物信息分析等步骤,获得基因表达序列.MPSS具有能测定表达水平较低、差异较小的基因,不必预先知道基因的序列,自动化和高通量等特点,是值得推广的技术.     

三线闭壳龟18SrRNA基因序列的测定

用分子遗传标记进行物种鉴别准确可靠,本文应用18SrRNA序列测定研究中药材三线闭壳龟的进化与种类鉴定.应用PCR直接测序技术测定三线闭壳龟肌肉18srRNA基因部分核苷酸序列.结果表明,所测序列为678bp,其中GC占多数(54.1%).讨论了DNA测序技术在龟鳖类等中药材鉴定方面的应用.     

454测序技术开发微卫星标记的研究进展

第二代测序技术(454测序为例)已成为测定基因组序列的一种成熟技术.454测序亦可应用于目标DNA区域分析,因此可用作微卫星标记的开发.较传统方法而言,具有便捷、高效等特点.目前,运用454技术进行基因组测序或转录组测序开发微卫星标记,用以研究种群生态学、构建遗传图谱等得到越来越多的重视和应用.综述了454测序技术在开发微卫星标记上的应用,并根据其优缺点对其应用前景进行了展望,旨在为应用454测序开发微卫星提供参考.     

焦磷酸测序技术其在分子生物学领域的应用

焦磷酸测序技术是一项新型DNA测序技术。在DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将引物上每个dNTP聚合与一次荧光信号释放偶联起来,通过检测荧光的释放和强度,达到实时测定DNA序列的目的。操作中不需要电泳、样品标记和染色,具有高度的可重复性,并行性和自动化特点,本综述了焦磷酸测序技术的基本原理,测序过程和它在SNPs研究,病原微生物的快速鉴定、病因学分析、法医鉴定等方面应用。     

基于焦磷酸测序技术的 基因突变检测在精准医疗中的应用研究进展

基因突变检测在肿瘤等疾病的早期诊断、个体化给药指导、疾病治疗进程与耐药监控等方面具有极其重要的意义。随着测序技术的 不断发展,DNA 突变的检测与分析已为病毒感染、血液病和实体瘤等疾病的个体化诊治提供重要参考。焦磷酸测序技术是一种基于生物发 光法测定焦磷酸盐的实时 DNA 测序技术,其用于 DNA 序列分析时不需电泳和荧光标记,定量性能好,结果准确,易于实现自动化,在基 因突变检测分析与肿瘤等疾病诊治中发挥巨大作用。综述基于焦磷酸测序技术的基因突变检测在分子靶向个体化治疗和疾病诊断中的应用 研究进展。     

消息

<正> 为配合生物化学及分子生物学教学与科研需要,北京医科大学生物化学教研室编译的《DNA序列测定》录象带,于近期制作完毕。该录象带由三部分组成:1.测序的基本原理;2.测序的操作步骤,包括:进行测序反应、灌制胶模、上样及阅读序列;3.提高分辨率、优化测序结果,包括:如何消除条带压缩等假象、如何测定更加靠近引物的DNA序列、     

线粒体基因组的高通量测序策略

综述了高通量测序技术在线粒体全基因组测序中的策略,利用该技术对线粒体全基因组进行序列测定的方法可以归纳为两种,一种是先对目标mt DNA进行富集,包括mt DNA的提取纯化,目标区域PCR扩增法以及特异性探针杂交富集法(可分为基于微阵列和基于PCR探针的杂交富集法),然后对富集出的线粒体DNA进行高通量测序;另一种是先从待测样本的基因组高通量数据中挖掘出线粒体基因组序列信息,之后利用诱饵序列或者近缘物种的线粒体全基因组参考序列,使用软件MITObim对其进行组装。此外,还给出了线粒体高通量测序的优化流程图和介绍了混合样品的线粒体高通量测序策略。     

焦测序技术的研究进展

焦测序技术是一种实时DNA测序技术.它在DNA聚合酶、三磷酸腺苷硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将焦磷酸转化为等量的荧光信号,通过荧光信号的高低实时检测待测序列,操作简便,可实现高通量、自动化测定,检测不需要电泳,不需要对样品标记和染色,结果准确可靠重复性好.本文综述了焦测序技术的基本原理、历史及其在测序模板制备技术、反应体系和检测仪器三个方面的最新进展,并重点介绍制备单链的Late-PCR技术、高灵敏度反应体系的获得以及454公司超高通量测序技术,并对焦测序技术的发展做了展望.     

一种简便的双链DNA测序法

ASimpleMethodforSequencingDouble-sterandedDNATemplatesYuanHanyingLiWenLiYuyang(StateKeyLaboratoryofGeneticEngineering,InstituteofGenelics,FudanUniversity,Shanghai200433)随着分子生物学和基因工程研究的不断发展,快速而精确地测定DNA的序列是人们了解基因结构与功能的一项重要技术。在DNA测序技术中,口前用得较多的是利用M13、pBS系统重组单链DNA为模板,用双脱氧终止法[3]测序,对于许多不能得到单链DNA的亚组质材载体。通常以正纷双链DNA为模板进行测序,但这样就比单链DNA测序复杂得多了,首先要将双…     

基于新一代测序技术的mtDNA突变检测方法学的建立

目的:大量研究证实线粒体DNA(mtDNA)突变与肿瘤发生及进展密切相关,但使用传统测序方法难以高通量、高精确度的检测mtDNA突变,为此本研究建立了基于新一代测序技术的mtDNA突变检测方法.方法:提取肝癌患者癌、癌旁组织以及外周血细胞总DNA,利用PCR技术对线粒体基因组进行富集并对PCR产物进行平末端、粘性末端连接或对PCR引物进行氨基修饰,构建mtDNA测序文库.经Illumina HiSeq 2000平台测序后利用生物信息学方法与人类mtDNA参考序列进行比对,并进行测序数据分析.结果:通过对不同质量基因组DNA进行评估后,发现三对引物法适用于大部分DNA样本的mtDNA富集.进一步我们发现PCR引物的氨基修饰可显著提高测序数据覆盖均一性,降低测序成本.结论:本研究利用新一代测序技术通过对线粒体DNA富集方法以及测序覆盖度均一性进行优化,建立了一套灵敏、特异、高通量的mtDNA突变检测策略,为mtDNA突变与疾病研究提供了新方法.     

基于高通量测序技术对染色体外环状DNA研究的最新进展

染色体外环状DNA (extrachromosomal circular DNA, eccDNA)是一种真核生物染色体外的闭合环状DNA结构，长度和染色体起源具有较高异质性。ecc DNA这一名称目前主要指大小在数百kb以内的小分子染色体外环状DNA，包括micro DNA、小多分散环状DNA (small polydispersed circular DNA, spcDNA)以及其他未分类的小分子eccDNA等。高通量测序技术(high-throughput sequencing, HTS)是一种可以同时对百万条DNA分子进行序列测定的技术，又名新一代测序技术(next generation sequencing, NGS)，具有高通量、高灵敏度、高准确度等优势。近年来高通量测序结合生物信息学分析技术不仅在揭示eccDNA染色体起源、分子结构、发生机制和潜在功能以及循环系统中的eccDNA分子特征研究等方面发挥了重要作用，而且推动了eccDNA在甲基化等表观遗传学方面的研究。生物信息学软件的发展和eccDNA分析算法的开发也对其研究提供了重要帮助。血浆以及尿液等液体活检常用体液样本中...     

辽东湾斑海豹(Phoca largha)线粒体D-loop区异质型研究初探

采用PCR技术和DNA克隆测序技术,随机测定了3头斑海豹mtDNA控制区(D-loop区)csn-3上、下游1000bp左右的序列,每头斑海豹任选14个克隆菌斑进行测序,结果所得序列均无重复,得到42个单倍型.结合GenBank已发表的斑海豹mtDNA控制区序列(Phoca largha,AM181031),通过Clusta1X1.83、MEGA3.1和FastPCRv3.6等生物信息学软件进行序列比对,发现我国珍稀保护动物斑海豹个体内线粒体DNA(mtDNA)的控制区CSB-3之后存在异质型现象,且存在数目不等的串联重复序列.从分子水平进行了不同类型重复序列变化规律的研究,初探了mtDNA控制区异质型在斑海豹中的存在情况.     

Genome Sequencer FLX引领快速基因组测序时代的到来

焦磷酸法最早是应用在检测DNA甲基化和SNP位点分析的一项技术,在2005年底,此技术被用来进行基因组序列的测定,已经成为下一代高通量测序中最成熟的一种技术.本篇文章着重介绍了采用焦磷酸测序法的罗氏公司最新一代高通量基因组测序系统GS FLX的技术原理,操作过程和广泛的应用范围.     

一种基于单分子纳米操纵的有序化测序策略

尽管包括人类在内的许多生物物种的基因组测序工作已经完成,但由于现有测序技术的限制,大部分复杂基因组还存在很多大大小小的缺口.缺口的填补以及对其他重复序列区域的测序迫切需要全新的思路和技术.基于在DNA单分子定位切割和拾取方面的实验进展,提出了一种基于原子力显微镜纳米操纵技术的单分子有序化测序策略.计算机模拟的结果表明,这一方法和策略是可行的,有助于解决目前测序工作中所遇到的一些棘手问题.     

实现“终极版”核苷酸测序仪的技术要素

20世纪70年代发明的第一代DNA测序技术,尽管测序通量有限,却成功地保证了“人类基因组计划”的实施;世纪之交出现的下一代(第二代) DNA测序技术经历了通量飞跃,为各种精准医学项目的实施提供了保障;目前的第三代技术,尽管通量居二代之后,但读长和单分子测序优势也让其有立足之本;第四代测序技术的基本标志是不经过cDNA (以RNA为模版合成的互补DNA),无PCR扩增,而直接测定单分子RNA序列,以及确定单分子RNA上的修饰核苷酸位点。从技术的角度看,第三、四代技术有一定技术要素共享(比如在单分子水平测定DNA序列),但是就测序对象而言,第四代应该属于“终极版”核苷酸测序仪：可以从单细胞出发,既能测定DNA序列,也可以测定RNA序列,也可以直接确定修饰核苷酸位点。因此,要实现这个“终极版”核苷酸测序仪,就要调动相关核心技术要素,而这些要素毫无疑问地会涉及物理、化学、工程学、生物学、半导体科学、计算机科学等领域的前沿技术,包括纳米科学、单分子光学、单分子拉曼光谱、单分子核磁共振、单分子酶学、人工智能等所谓的“硬科技”。其功能是从单细胞的裂解开始,经微纳结构实现组分分流后,直接导入RNA序列测定单元,定量分析细胞RNA分子的种类、数量、序列和修饰核苷酸位点的存在频率。本文系统介绍了第四代测序仪的可能技术要素,以及应用需求和新研究范式。     

新一代DNA测序技术给农业育种带来革命

利用新一代DNA测序技术,可以高效、廉价地测定所有重要农业生物的基因组序列,测定农业核心种质的基因组序列,全面了解农作物遗传变异情况,进而大规模地鉴定、克隆功能基因.基于新一代DNA测序技术的种质基因组学,将实现农业育种由经验依赖型向知识决定型的转变,给农业发展带来革命.我国应该把握这个稍纵即逝的历史机遇,树立我国农业育种强国的地位.     

昆虫与寄主植物营养关系的DNA分子追踪

农田生态系统中昆虫与寄主植物的食物营养关系错综复杂,利用田间直接观察法、肠道内含物形态学分析、同位素标记等方法都难于全面解析,常造成营养关系的缺失。近年来,DNA分子追踪技术迅速发展,利用一段较短的DNA序列能有效鉴别植食性昆虫取食寄主植物的种类,为这一领域研究提供了新方法。本文全面介绍了3种DNA分子追踪技术——诊断PCR技术、克隆测序技术和下一代测序技术(next generation sequencing,NGS)。其中诊断PCR技术包括单一PCR技术和多重PCR技术,适用于目标昆虫与已知寄主植物之间的营养关系分析;克隆测序技术能够在寄主植物种类未知的前提下,解析目标昆虫完整的寄主植物种类信息;下一代测序技术实现了短时间内对混合样品的测序,加之昆虫与植物DNA条形码序列数据库大量扩增,有效地提高寄主植物的鉴别能力。诊断PCR技术和克隆测序技术已在追踪地下害虫的取食行为、植食性昆虫取食范围及其在寄主植物间的转移与选择习性等方面被广泛应用,且进展明显。综合考虑各种技术的优缺点,本文提出将DNA分子追踪技术与同位素标记等其他方法相结合的研究策略,以便系统解析农田生态系统中昆虫与寄主植物之间的营养关系。