全長(cháng)轉錄組測序

技術(shù)簡(jiǎn)介

基于Pacbio單分子實(shí)時(shí)測序技術(shù)（Single Molecule Real-Time Sequencing，SMRT），借助其超長(cháng)讀長(cháng)優(yōu)勢，無(wú)需組裝，直接獲得從5’末端到3’PolyA尾的高質(zhì)量的全長(cháng)轉錄本信息。利用全長(cháng)轉錄組測序，可獲取全長(cháng)mRNA序列，對基因異構體、可變剪切、融合基因進(jìn)行準確鑒定。

技術(shù)路線(xiàn)

送樣建議

 技術(shù)參數

 案例分析

全長(cháng)轉錄組測序揭秘玉米轉錄組的復雜性[1]

研究背景

玉米（Zea mays）是全球重要的農作物，也是研究植物轉錄組代謝通路的遺傳模型。玉米基因組序列于2009年公布，后續利用EST和RNA-Seq轉錄組數據對其基因注釋進(jìn)行了補充。然而RNA-Seq中，短讀長(cháng)無(wú)法提供轉錄本全長(cháng)序列，限制了可變剪接形式的鑒定等。

研究方法

采集玉米自交系B73不同發(fā)育階段的6個(gè)組織（根、花粉、胚芽、胚乳、幼雌穗、幼雄穗），提取mRNA，構建6種插入片段文庫（<1, 1–2, 2–3, 3–5, 4–6 和>5 kb），進(jìn)行全長(cháng)轉錄組測序和二代RNA-Seq測序（每個(gè)樣品三個(gè)重復）。

圖1. 新鑒定LncRNA分析

研究結果

測序得到的全長(cháng)轉錄本序列，其中有94.2%能夠比對到玉米RefGen_v3參考基因組上。經(jīng)聚類(lèi)分析得到了來(lái)自53個(gè)家族（RefGen_v3總共57個(gè)）的新的isoform，對應26,943個(gè)基因，轉錄因子5,423個(gè)，其中155個(gè)與生長(cháng)激素應答功能相關(guān)。而鑒定的878個(gè)候選LncRNA中，867個(gè)（平均讀長(cháng)為1.1kb）為新發(fā)現的LncRNA，具有結構和組織特異性。進(jìn)一步對isoform、lncRNA和non-lncRNA區域進(jìn)行甲基化分析，發(fā)現non-lncRNA genes具有相對較高的CG甲基化水平，而lncRNAs具有相對較高的CHG甲基化水平，這些甲基化水平可能與玉米不同組織中基因的不同表達水平有關(guān)。

研究結論

PacBio超長(cháng)讀長(cháng)無(wú)需組裝即可得到全長(cháng)轉錄組信息，相比于Illumina短讀長(cháng)組裝的isoform而言，更能直接準確地獲得isoform信息，有助于解密玉米轉錄組復雜的基因表達信息。

參考文獻

[1]. Wang B, Tseng E, Regulski M, et al. Unveiling the complexity of the maize transcriptome by single-molecule long-read sequencing[J]. Nature Communications, 2016, 7:11708.