Генотипирование путем секвенирования - Genotyping by sequencing

В области генетическое секвенирование, генотипирование путем секвенирования, также называемый GBS, это метод обнаружения однонуклеотидный полиморфизм (SNP) для выполнения генотипирование исследования, такие как исследования ассоциации всего генома (GWAS ).[1] GBS использует рестрикционные ферменты для уменьшения сложности генома и генотипирования нескольких образцов ДНК.[2] После переваривания ПЦР выполняется для увеличения пула фрагментов, а затем библиотеки GBS секвенируются с использованием технологий секвенирования следующего поколения, что обычно приводит к чтению с одного конца около 100 пар оснований.[3] Он относительно недорогой и использовался в селекция растений.[2] Хотя GBS представляет подход, похожий на секвенирование ДНК, связанное с сайтами рестрикции (RAD-seq), они существенно различаются.[4]

Методы

GBS - это надежная, простая и доступная процедура для обнаружения и сопоставления SNP. В целом, этот подход снижает сложность генома с помощью рестрикционных ферментов (RE) у разнообразных видов с большим количеством геномов для эффективного высокопроизводительного и высоко мультиплексированного секвенирования. Используя соответствующие RE, можно избежать повторяющихся областей геномов и нацелить области с более низкой копией, что снижает проблемы выравнивания у генетически очень разнообразных видов. Метод был впервые описан Elshire et al. (2011).[1] Таким образом, высокий молекулярный вес ДНК извлекаются и перевариваются с использованием определенного RE, ранее определенного путем частого разрезания.[5] в основной повторяющейся части генома. ApeKI является наиболее часто используемым RE. Затем адаптеры штрих-кода прикрепляются к липкие концы и ПЦР-амплификация выполняется. Выполняется технология секвенирования следующего поколения, в результате чего односторонние считывания составляют около 100 пар оснований. Необработанные данные последовательности фильтруются и выравниваются по эталонному геному с использованием обычно Берроуз-Уиллер инструмент для центровки (BWA) или Галстук-бабочка 2. Следующим шагом является определение SNP из выровненных тегов и оценка всех обнаруженных SNP для различного охвата, глубины и генотипической статистики. После того, как будет запущено крупномасштабное производство SNP для всего вида, можно быстро вызвать известные SNP во вновь секвенированных образцах.[6]

Первоначально подход GBS был протестирован и подтвержден на рекомбинантных инбредных линиях (RIL) из популяции картирования кукурузы с высоким разрешением (IBM) и линий ячменя с удвоенными гаплоидами (DH) из популяции картирования ячменя Вулфа Орегона (OWB). До 96 образцов ДНК, расщепленных RE (ApeKI), объединяли и обрабатывали одновременно во время создания библиотеки GBS, которую проверяли на анализаторе генома II (Illumina, Inc.). В целом, 25 185 двуаллельных меток было нанесено на карту кукурузы, а 24 186 меток последовательности - ячменя. Проверка маркеров GBS ячменя с использованием одной линии DH (OWB003) показала 99% совпадение между контрольными маркерами и нанесенными на карту показаниями GBS. Хотя у ячменя отсутствует полная последовательность генома, GBS не требует эталонного генома для картирования тегов последовательности, эталон разрабатывается в процессе выборочного генотипирования. Теги также можно рассматривать как доминантные маркеры для альтернативного генетического анализа в отсутствие эталонного генома. Помимо мультиплексного скимминга GBS, вменение отсутствующих SNP может еще больше снизить затраты на GBS. GBS - это универсальная и рентабельная процедура, которая позволит добывать геномы любого вида без предварительного знания структуры его генома. [1]

Рекомендации

  1. ^ а б c Эльшир, Роберт Дж .; Glaubitz, Jeffrey C .; Солнце, Ци; Польша, Джесси А .; Кавамото, Кен; Баклер, Эдвард С .; Митчелл, Шэрон Э. (2011-05-04). «Надежный и простой подход к генотипированию посредством секвенирования (GBS) для видов с большим разнообразием». PLOS ONE. 6 (5): e19379. Bibcode:2011PLoSO ... 619379E. Дои:10.1371 / journal.pone.0019379. ISSN  1932-6203. ЧВК  3087801. PMID  21573248.
  2. ^ а б Он, Цзянфэн; Чжао, Сяоцин; Ларош, Андре; Лу, Чжэнь-Сян; Лю, Гонконг; Ли, Цзыцинь (01.01.2014). «Генотипирование путем секвенирования (GBS), совершенный инструмент селекции с помощью маркеров (MAS) для ускорения селекции растений». Границы растениеводства. 5: 484. Дои:10.3389 / fpls.2014.00484. ЧВК  4179701. PMID  25324846.
  3. ^ Лю, Хуэй; Байер, Миха; Друка, Арнис; Рассел, Джоан Р .; Hackett, Christine A .; Польша, Джесси; Рамзи, Люк; Хедли, Пит Э .; Во, Робби (01.01.2014). «Оценка генотипирования путем секвенирования (GBS) для картирования локуса Breviaristatum-e (ari-e) в культивируемом ячмене». BMC Genomics. 15: 104. Дои:10.1186/1471-2164-15-104. ISSN  1471-2164. ЧВК  3922333. PMID  24498911.
  4. ^ Дэйви, Джон В .; Hohenlohe, Paul A .; Etter, Paul D .; Бун, Джейсон К.; Катчен, Джулиан М .; Блэкстер, Марк Л. (01.07.2011). «Общегеномное открытие генетических маркеров и генотипирование с использованием секвенирования следующего поколения». Природа Обзоры Генетика. 12 (7): 499–510. Дои:10.1038 / nrg3012. ISSN  1471-0056. PMID  21681211.
  5. ^ Хеффельфингер, Кристофер; Fragoso, Christopher A .; Морено, Мария А .; Овертон, Джон Д .; Mottinger, John P .; Чжао, Хунъюй; Томе, Джо; Деллапорта, Стивен Л. (2014). «Гибкие и масштабируемые стратегии генотипирования путем секвенирования для популяционных исследований». BMC Genomics. 15: 979. Дои:10.1186/1471-2164-15-979. ЧВК  4253001. PMID  25406744.
  6. ^ "Кисточка 5 ОГТ v2 Трубопровод". Кисточка 5 Источник. Получено 20 мая 2016.