纳米孔全长cDNA测序和直接DNA甲基化剖析处理年夜麻基因组拷贝数的争辩

年夜麻（Cannabis sativa）平日分为年夜麻（Marijuana）和工业年夜麻（Hemp），平日根据植物发生THC（四氢年夜麻酚）的含量来区分：年夜麻的THC含量平日较高（ 10％），工业年夜麻平日较低（ 0.3％），但他们都可以发生高程度的CBD（年夜麻二酚），工业年夜麻可用作纤维和燃料且市场增加很快。

2015年，索尔克生物研讨所（Salk Institute for Biological Studies）的Todd传授及团队停止了一项研讨：将高THC植株与低THC植株停止杂交，停止QTL（数目性状基因座）剖析有以下症结发明：

效率基因座位于1号和3 号染色体，基因组停止测序发明合酶基因座位于9号染色体，解析染色体构造发明合酶基因连在一路在9号染色体上构成串联反复嵌套簇

辨认到一个THC基因簇、一个CBD基因簇和一个“本人独自在那边”的CBD合酶，辨别自力位于逆转座子嵌套中

合酶基因自己没有内含子，每个分歧的拷贝都很类似

PromethION测序解析分歧品系年夜麻合酶基因组构造

为了研讨这些基因在基因组中能否保守，Todd及团队应用孔高通量PromethION平台对三个分歧的年夜麻品系停止测序——高THC含量、高THC和CBD含量、高CBD含量但低THC含量。 获得的组装堆叠群（Contig）N50在0.8 Mb到1.4 Mb之间，应用图谱锚定到染色体中，提醒了：高THC含量品系植株：有一个与合酶簇相干的严重染色体重排事情，且与合酶基因簇有关，有一个与其他两个品系分歧的THC合酶基因盒；高CBD含量品系植株：CBD和THC簇年夜多有配合的合酶构造；高THC和CBD含量品系植株：在THC酸合酶簇中有个杂合区

孔全长cDNA测序区分旁系同源物表达：辨认和量化基因表达差别

“孔全长cDNA测序使我们能精确地辨认和量化出一切表达的基因。”——Todd Michael传授

应用短读长测序剖析仅能发明旁系同源物具有高度相干的表达，比拟之下，应用纳米孔全长cDNA测序可以很好的区分这些亲密相干的旁系同源物表达。应用MinION停止全长cDNA测序，每个样品仅应用一个MinION测序芯片，即可以生成足够的数据量来辨认和量化表达基因。

高THC含量品系植株：11种合酶中只要一种THC酸合酶在花的样本中表达，存在未表达CBD酸合酶；

高CBD含量品系植株：三个植株都表达了CBD酸合酶；

高THC和CBD含量品系植株：有一个THC酸合酶在杂合区域停止了表达。

纳米孔直接DNA甲基化辨认并量化高度反复基因组的甲基化

Todd和他的团队研讨发明5x和30x笼罩度的纳米孔数据与100x短读长亚硫酸氢盐测序数据之间的CpG甲基化辨认在年夜多半区域有95%以上的分歧性。

Todd及团队应用现有的纳米孔长读长数据，对年夜麻基因组停止直接DNA甲基化研讨发明：高THC含量品系DNA甲基化程度十分高，且因为基因组高反复性，基因组简直“被甲基化笼罩”。经过评价三品种型的胞嘧啶甲基化发明：CpG和CHG中有50%胞嘧啶被甲基化，而CHH只要一小部门被甲基化。(100yiyao.com）

【直播预告】孔测序在人类学和罕有病研讨中的使用

【日期】2020/11/19 15:00