在生命科学领域,基因组信息的获取对于理解生物体的遗传特性、进化历程及疾病机制至关重要。随着测序技术的不断进步,尤其是三代长读长测序技术的兴起,基因组学研究迎来了新的发展机遇。然而,传统的高保真测序技术如PacBio,在样本需求量上往往较高,限制了其在小型昆虫或珍稀样本中的应用。针对这一挑战,中国科学院动物研究所张勇研究组与中国农业(http://www.maoyihang.com/sell/l_33/)科学院深圳农业基因组研究所阮珏研究组联合开发出了一种创新的低DNA用量、无扩增且成本效益高的PacBio建库技术——LILAP,为小型生物基因组研究开辟了新路径。
LILAP技术亮点:
低DNA用量与无扩增:LILAP技术通过巧妙设计,实现了在无需DNA扩增的情况下,将PacBio测序所需的DNA投入量显著降低至100ng,有效解决了传统方法样本需求量大的问题,保护了样本的原始性和完整性。
高效与简便:该技术利用Tn5转座酶和发卡结构的PacBio测序接头组成二聚体转座复合物,一步完成DNA片段化和测序接头连接,整个流程在单个试管内完成,简化了建库流程,减少了DNA损失。
高质量测序结果:在黑腹果蝇ISO1品系的实验中,LILAP技术展现了卓越的测序性能,两个单只果蝇的读段测序质量中位数达到36,基因组组装质量优异,N50数值超过6MB,保守单拷贝基因组装覆盖度大于98%,远超同类研究水平。
发现新突变与共生菌基因组:研究不仅成功组装了高质量的黑腹果蝇基因组,还意外发现了内共生微生物Wolbachia pipientis的完整基因组,并检测到了3个新突变,为深入探索宿主与共生菌之间的相互作用提供了宝贵数据。
应用前景广阔:
LILAP技术的成功开发,为小型生物多样性研究、较大物种的体细胞变异分析、果蝇个体水平的全基因组关联分析以及宿主-共生体的协同进化研究等领域带来了革命性的变化。该技术不仅能够显著降低研究成本,提高研究效率,还有望揭示更多关于生物体遗传多样性和进化机制的奥秘。
未来,随着LILAP技术的不断优化和推广,相信将有更多的小型生物及其内共生体的基因组被成功解析,为生命科学领域的深入研究奠定坚实基础。