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R Ekblom and J Galindo的一篇综述,菜鸟学习篇

已有 3003 次阅读 2013-12-5 22:09 |系统分类:科研笔记

   摘要:如大多生物学者所希望的那样,在过去的一些年有了对非模式生物的分子生物学有了能个瞬间大规模测序数据以合适的价钱,因此作者写了一篇这样综述,去介绍二代测序如何影响着分子生态学。2007年末,NGS首次出现在生态典型物种淡然没有参考基因信息的文献里面。之后的一些研究就跟随着他方式。NGS如何运用、怎么运用到非模式生物的生态学、居群遗传学、保护遗传学,尤其是在那些没有参考基因组的里面。介绍了一些现在用的方法,以及各自的缺点和优点。Heredity (2011) 107, 1–15;doi:10.1038/hdy.2010.152;published online 8 December 2010(所有的权限归期作者和遗传杂志)

   引言:二代测序的各大平台就在此不再介绍,NGS从各个基因组领域到以实验为基础的模式生物研究范围到自然居群中的具有非常好的生态价值的生物。研究学者现在开始强调重要的生态和进化问题在某尺度上和精度上,当然以前是模糊不清。二代测序一些很好的综述主要是技术细节的 (Hudson, 2008; Morozova and Marra, 2008;Shendure and Ji, 2008)。NGS有两条线路:基因组、转录组。NGS以发现描绘出核酸的变化和大规模的发现遗传标记,反过来可以去帮助那些具有探索重要生态意义的QTL的遗传基础和全基因组关联分析研究。研究居群的历史、居群的数量、遗传结构、亲缘关系。使用全基因组扫描、比较基因组学NGS将会很好的的去发现受到选择的位点。基因调控、蛋白胡作和表观遗传学等的研究将会通过使用NGS数据,使得分子生态学者将会深入到那些他们感兴趣的点里面进行研究。如果非模式生物有着近缘种的基因组信息,非模式生物的基因组信息探索将会非常有利例如基因组的拼接和功能注释。这个也随着越来越多的物种的测序变为使得这个变为可能,其中这些包含基因组数据的大部分与生态学价值和保护学价值相关。水蚤、棘鱼,作为越重要的遗传学模型。同时更多的分子生物学研究致力于关注自然变异和辐射进化在经典的模式生物以及近缘物种例如果蝇、

老鼠、拟南芥,可见模式生物非模式生物的界限会变得越来越模糊。植物将有助于分子生态学家、进化生物学家研究。本文主要围绕非模式生物。

转录组特色

   现在非模式生物的二代测序通常运用在转录组研究。通常理解为,在某个组织、生活史、和有机体特异性的表达以及他们的功能属性。CDNA通过以mRNA反转录合成,第一个通过NGS去研究非模式生物的Toth,2007对Polistes metricus (某种蜂)的研究,并且以密封作为参考基因组进行遗传图谱的构建(454测序).然而在Vera,2008的研究中豹纹蝶( Melitaea cinxia),的研究,通过重头拼接,该物种是典型的复杂宏居群动态物种,他们的基因组方法在这个系统隐藏在个体间后面的遗传差异是扩散和克隆的能力。自从这第一个成功攻克的研究之后后面更多的通过454测序以及成功拼接的非模式生物越来越多。collins,2008是第一个在Illumina/solexa测序的非模式生物结合了重头拼接和基因组参考,组装了多倍型植物Pachycladon enysii转录组。更多研究描述转录组目前都是通过自然描述,但是他们能够提供一个重要的开端作为进一步分析和生态学运用。例如,这些序列可以作为一个参考序列对于以后的深度转录组重测序以及遗传差异的调查。更多的运用是,他们可以用于分子标记的开发,可以知道靶基因测序矩阵或者构建基因表达的芯片,或者研究可变剪切位点,以及涉及到辐射进化和物种形成的现象。考序列或者公用的数据(Ensembl,Genbank,Uniprot),更多新的转录组被注释。这更有利于功能性属性的研究,例如使用gene本体对基因功能进行注释Dassanayake,2009就使用两个mangrove物种的转录组信息去展开对基因表达的趋同进化研究。物种间公用的转录组,可能会是共同进化的的起源或者一个联合的分布。然而,在mangrove的两个物种,上述的方式并没有发现,这两个物种不是进化近缘种,而是一个偏向与拟南芥,一个偏向于杨柳这个mangrove之间的物种并没有那么近。同时他们分布在不同的地方,一个分布在新热带地区一个分布在西太平洋印度中,不论这两个物种之间的差异,他们的转录组功能性属性在二者之间是功效的,这个可能是由于在一个类似环境内的并行辐射。

    很多时候研究学者更感兴趣的是同一物种的不同性别、生活史、组着之间的功能性比较。例如研究那些组织特异性的转录本或者某些在特定发育节点某些通道的超高表达。由于CDNA文库的构建方法和目前可用的读长,这些转录本之间的可能会偏向3'端,全场的转录本是很难达到。

未完待续...








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