删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

上海交大杨立桃课题组开发适用于多种转基因生物外源DNA整合分子特征完整解析的长片段富集测序新技术

本站小编 Free考研考试/2022-02-12

闂佺粯鍔楅幊鎾诲吹椤斿墽鍗氶悗锝庝簻缁侇噣鏌熼崗鑲╃煂闁稿矉鎷�2婵炴垶鎸稿ú銊╋綖閹烘鍤€闁告劦浜為崺锟犳煟閵忋倖娑ч柣鈩冪懇閹囧醇閿濆洢鍋掗梺鍝勫€归悷杈╂閿燂拷
婵犮垹鐖㈤崶褍濮ら梺鍛婂笒濡盯顢旈姀銈嗩棄閻庯綆鍠栭崢鎾煛閸曢潧鐏fい鎴濇处缁嬪鍩€椤掆偓閳诲酣妾遍柍褜鍓欓崯浼存偉濞差亝鏅悘鐐电摂閸ょ姴霉濠婂啴顎楁い鈹嫭濯撮柡鍥╁枔閸欌偓闂佸綊娼цぐ鐐电箔閹惧鈻旀慨妯诲墯閸わ箓鏌熺粙鎸庢悙闁伙綁绠栧顐⑩枎閹邦厾绋勯梺鎸庣☉閺堫剟宕归妸褎濯奸柛娑橈攻缁犳帞鈧灚婢橀悧鍡浰囬崸妤佸仾闁硅揪闄勯敍鏍煏閸℃洖顣╮ee婵犮垹缍婇埀顒佺⊕閵嗗啴鏌涢幒鎴烆棞妞ゆ帞鍠愮粙濠囨偐閻㈢數效闂佸吋婢橀崯浼存偉閸濆媱搴㈡綇椤愮喎浜鹃柡鍥ㄦ皑閻熲晛鈽夐幘缈犱孩妞ゆ洝娅曞ḿ蹇涘川椤撗冩20濡ょ姷鍋犻幓顏嗘濠靛绠戦柤濮愬€楀▔銏犆瑰⿰鍐╊棥缂佸顕埀顒€婀遍崑鐔煎极閵堝鍎嶉柛鏇ㄥ墮閻﹀綊鎮楃憴鍕暡闁哄棌鍋撻梺鍝勵槹閸旀牠鎮¢敍鍕珰闁靛繆鍓濋悡娆愮箾婢跺绀€鐎殿噣鏀卞鍕吋閸曨厾妲戦梺鍝勫€介~澶屾兜閸洘鏅悘鐐靛亾缁犳帡姊婚崶锝呬壕闁荤喐娲戦懗璺衡枔閹达附鍎戦悗锝庡幘缁犳牠鏌℃径娑欏
近日,上海交通大学生命科学技术学院张大兵团队杨立桃课题组在植物学权威期刊《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“LIFE-Seq: A universal Large Integrated DNA Fragment Enrichment Sequencing strategy for deciphering the transgene integration of genetically modified organisms”的研究论文,首次建立了一种适合于多种转基因生物外源DNA整合位点、旁侧序列等分子特征解析的大片段捕获测序新技术。上海交通大学生命科学与技术学院博士研究生张瀚文为本文的第一作者,杨立桃教授为通讯作者。
转基因生物(GMO)的分子特征主要包括外源DNA在受体基因组上的整合位点、完整插入序列和结构、旁侧序列和拷贝数等信息。分子特征解析是转基因生物安全评价的核心内容之一,每个转基因生物品系必须提供准确、完善的分子特征数据才可能被批准商业化生产应用。因此,准确识别和解析转基因生物的分子特征对于我国转基因生物的商业化应用至关重要。但是,现有的转基因技术都是通过随机整合方式将外源DNA转入受体物种的基因组上的,整合方式及机制尚不清晰,导致外源DNA整合的分子特征识别和解析非常困难。特别是,对具有复杂重排、倒位和串联重复等复杂结构的大DNA片段整合的分析技术方法十分缺乏。为此,上海交通大学国家转基因生物分子特征验证测试中心开发了一种通用型的适合于多种转基因生物的分子特征破译策略LIFE-Seq。
该研究首先从团队前期建立的转基因生物检测方法数据库(GMDD)中,筛选主要常用的转基因元件、外源基因、物种内标准基因等构建序列数据集,设计了一套高覆盖率的寡核苷酸探针库,可以覆盖99.1%的商业化转基因作物;然后利用液相杂交富集捕获转基因生物基因组中含有外源DNA序列的大片段;最后利用PacBio测序获得捕获的大片段DNA的具体序列信息,构建了长片段序列分析算法,实现对外源DNA整合位点、方式、结构和旁侧序列的完整破译。
图片1.png
图1.LIFE-Seq 工作原理示意图
实验以6种转基因玉米、大豆、水稻和油菜商业化应用的转化体为实验材料,设计了不同转基因含量的测试样品以及非转基因对照样品,系统测试了LIFE-Seq方法的可行性和准确性。每个测试样本生成约 26,352 个高保真 CCS reads,平均长度约 6275 bp,所获得的CCS reads成功覆盖了相应的植物内源参考基因,说明系统可以对目标DNA片段有效富集。同时覆盖植物参考基因组序列和转基因外源DNA文库的CCS reads被筛选出作为候选CCS reads进行完整的插入结构解析。解析结果表明利用LIFE-Seq 成功破译了5个转基因转化体(NK603玉米、MON810玉米、TT51-1水稻、GTS40-3-2 大豆和 RT73油菜)的外源DNA整合等分子特征。在RF2转化体含量只有1.0%的混合样本中,也分析获得了RF2转化体的部分整合位点分子特征数。例如,在NK603玉米样本中,直接获得了含有完整的7462bp外源DNA整合结构和插入位点旁侧序列的CCS read,序列信息直接阐明了外源DNA插入到受体玉米基因组的Chr06 61665252处,有3bp的缺失。MON810玉米的结果显示直接获得了CCS reads含有完整的外源DNA全部整合结构、插入位点旁侧序列和受体基因组在整合位点附近的重排结构。转基因NK603玉米和MON810玉米外源DNA的整个插入结构见图2所示。
图片2.png
图2.转基因玉米NK603(S1)和MON810(S2)中转基因整合结构示意图
研究结果表明,LIFE-Seq成功对多种转基因作物转化体的外源DNA整合分子特征进行了清晰、准确的解析。与Southern blot、Sanger测序、重测序等技术相比,外源DNA整合数据解析的完整性和准确性高,序列分析接单、通用性强、成本低,特别适用于含有复杂外源DNA整合结构的转基因生物的分子特征解析。同时,LIFE-Seq也可以进一步用于未知转基因产品的检测和分子特征解析、及复杂基因组DNA结构的分析。
杨立桃课题组近年来在转基因生物分子特征识别和检测方面取得了系列进展(J Agric Food Chem, 2021, 69, 1705?1713; ACS Agric. Sci. Technol. 2021, 1, 390?399; Food Chemistry: Molecular Sciences, 2022. 4 :100061),重点开发了系列转基因作物外源DNA插入整合高通量、通用型精准分析新方法和新技术。该研究获得了国家转基因生物新品种培育重大专项和上海高校****(****)项目经费的支持。


论文链https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13776
闂佸綊娼ч鍡椻攦閳ь剟鐓崶璺轰喊闁逞屽墰閸犲酣宕㈤妶鍥ㄥ閻熸瑥瀚弳鍫ユ煕閹邦剙顨欑紒鍙樺嵆瀹曘劑鏁撻敓锟�闂佹寧绋戦惉濂告偟濞戙垹纭€閻庡湱濮寸粻顖炴煕濞嗘劗澧繝鈧幍顔惧崥婵炲棙甯為妶顐︽煛閸屾稓鎳嗙悮娆撴煕濡警鍎戠紓鍌氼槺閳ь剟娼уΛ娑㈡偉濠婂牊鏅柨鐕傛嫹
相关话题/生物 序列 结构 基因 上海交通大学