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《高通量測序技術(shù)及其在植物研究中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、2012年第4期遼寧林業(yè)科技2012JournalofLiaoningForestryScience&TechnologyN24高通量測序技術(shù)及其在植物研究中的應(yīng)用馮健'趙雪歲2(I?遼寧省林業(yè)科學(xué)硏究院遼寧沈陽H00322.遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院遼寧沈陽110122)摘要：隨著"后基因組時代"的到來，國際學(xué)術(shù)界已經(jīng)認識到發(fā)展快速低成本測序技術(shù)的重要性。在這樣的背景下?高通量測序技術(shù)應(yīng)運而生具代表性技術(shù)平臺有Roche的454測序技術(shù)、Illumina的Solcxa測序技術(shù)和ABI的Solid測序技術(shù)。筆者通過查閱相尖文獻系統(tǒng)回顧了第1代測序技術(shù)發(fā)展過程詳細敘述了高通量測序技術(shù)原理和方法?探討
2、了高通量測序技術(shù)在植物分子生物學(xué)研究中的應(yīng)用。尖鍵詞高通量測序技術(shù)淤J序技術(shù)；植物中圖分類號Q503文獻標識碼：A文章編號1001-1714001304-0029-07收稿日期2012-02-22基金項目：引進國際先進林業(yè)科學(xué)技術(shù)項目(2012-4-39)遼寧省科學(xué)技術(shù)計劃重大項目(2011207002)；林業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全性監(jiān)測項目(JJ-11-03)。2003年4月14H，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家CollinsF博士在華盛頓隆重宣布:人類縣因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃(HumaiGenomeProject,HGP)的所有目標全部實現(xiàn)。這標;〃人類基因組計劃"勝利完成和"后基
3、因組時代"(PostGenomeEra’PGE)正式來臨山。進入后基因組時代功能基因組學(xué)、系統(tǒng)基因組學(xué)等研究越來越受到重視與之相應(yīng)的是對測序技術(shù)的需求有增無減，傳統(tǒng)的測序方法已經(jīng)不能滿足深度測序和重復(fù)測序等大規(guī)?；蚪M測序的需求。國際學(xué)術(shù)界已經(jīng)清醒地認識到發(fā)展快速低成本測序技術(shù)的重要性。2006年10月美國加州SantaMonica的XPrize基金會承諾給第1個實現(xiàn)1000美元人類全基因組測序的個人或單位頒發(fā)1000萬美元的獎金,成為有史以來生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獎金額度最高的科技獎足見人類科學(xué)對測序技術(shù)的需求。正是在這樣的背景下，高通量測序技術(shù)應(yīng)運而生其代表性技術(shù)平臺有Roche的454測序技術(shù).
4、Illumina的Solexa測序技術(shù)和ABI的Solid測序技術(shù)。這些技術(shù)的共同特點是高通量和低成本。1第1代DNA測序技術(shù)自20世紀70年代中期問世以來,DNA測序技術(shù)迅速發(fā)展，極大地推動了生物學(xué)的發(fā)展，成為分子生物學(xué)硏究中最常用的技術(shù)。每經(jīng)過幾年，測序速度就呈指數(shù)增長與半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的摩爾定律(Moore'sLaw)非常相似汽這種高速的發(fā)展腿動了基因組學(xué)及其分支乃至其他密切相關(guān)學(xué)科怎創(chuàng)立與發(fā)展，諸如比較基因組學(xué)、生物信息學(xué)、系紜生物學(xué)以及合成生物學(xué)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,DN?測序技術(shù)大致可分為3個時期，第I時期，1977年MaxamGilbert報道了通過化學(xué)降解測定DNAJ?列的方法。
5、同一時期ganger發(fā)明了雙脫氧鏈終JLt法。20世紀90年代初出現(xiàn)的熒光自動測序技術(shù)檜DNA測序帶入自動化測序的時代冋。第2時期為最近幾年發(fā)展起來的高通量測序技術(shù)，如Roche的454測序技術(shù)、Illumina的Solexa測序技術(shù)、ABI白fSolid測序技術(shù)、PolonatorG.007。CompleteGenomics公司最近推出基于其專利技術(shù)的測序朋務(wù)平臺，但該公司并沒有表示要在市場銷售這一設(shè)備。目前基于單分子讀取技術(shù)的第3代測序技蘇也已出現(xiàn)。1977年，英國劍橋的FredSanger和美國哈佛出AlanMaxam和WalterGilbert領(lǐng)導(dǎo)的2個研究小綻幾乎同時發(fā)明了DNA序
6、列測定方法，這為發(fā)展快速高效的DNA測序方法帶來了曙光。Sanger的牙法是用酶法降解DNA，而Maxam-Gilbert采用的是化學(xué)斷裂法。這兩種DNA降解的方法中，前者旻簡便、更適合于光學(xué)自動探測，因此大多數(shù)的DNA自動測序儀都采用這種方法將DNA鏈進行降解。Sangei?的酶法又稱二脫氧鏈末端終止法，原理是:核酸模板在DNA聚合酶、引物、4種單脫氧核苜三磷酸(dNTP其中的一種用放射性P32標記)存在條件下復(fù)制時,在四管反應(yīng)系統(tǒng)中分別按比例引入4種雙脫氧核苜三磷酸(ddNTP)，因為雙脫氧核苜沒有3^-OH戶斤以只要雙脫氧核苗摻入鏈的末端，該鏈就停止延長，若鏈端摻入單脫氧核苜，鏈就可以
7、繼續(xù)延長。如此每管反應(yīng)體系中便合成以各自的雙脫氧堿基為丁端的一系列長度不等的核酸片段。反應(yīng)終止后分4個泳道進行凝膠電泳分離長短不一的核酸片段，長度相鄰的片段相差一個堿基。經(jīng)過放射自顯影后根據(jù)片段丁端的雙脫氧核苜便可依次閱讀合成片段的堿基排列順序心)。基于Sanger原理，用熒光標記代替同位素標記，并用成像系統(tǒng)自動檢測，就形成了熒光自動測序技術(shù)。1985年,Smith等采用激光激發(fā)標記的熒光，并用CCD檢測，比
