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利用二代测序技术进行近交系小鼠品系验证

2024-01-21

目录

引言

二代测序技术概述

近交系小鼠品系验证方法

实验设计与数据分析

结果与讨论

结论与展望

01

引言

Chapter

随着生命科学研究的深入，近交系小鼠已成为生物医学研究中不可或缺的实验动物模型。

近交系小鼠品系的遗传稳定性和表型一致性对于实验结果的可重复性和准确性至关重要。

二代测序技术（Next-GenerationSequencing，NGS）的快速发展为近交系小鼠品系验证提供了新的解决方案。

避免品种混淆和污染

在实验室繁殖过程中，近交系小鼠品系可能发生混淆或污染，导致实验结果的偏差。

推动生物医学研究的发展

近交系小鼠品系的验证有助于确保实验数据的准确性和可比性，进而推动生物医学研究的发展。

确保实验结果的准确性和可重复性

近交系小鼠品系的遗传稳定性和表型一致性直接影响实验结果的可靠性和准确性。

02

二代测序技术概述

Chapter

1

2

3

将DNA片段化并加上接头，构建测序文库。

文库构建

将文库中的DNA片段固定在芯片上，进行桥式PCR扩增，形成DNA簇。

桥式PCR扩增

在DNA聚合酶的作用下，以荧光标记的dNTP为原料，合成互补链，同时检测荧光信号，实现碱基序列的读取。

边合成边测序

对单个细胞进行基因组或转录组测序，用于研究细胞异质性、发育过程等。

研究某一物种特定组织或细胞在某一发育阶段或功能状态下基因表达情况，用于基因表达调控、新基因发现等研究。

对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序，用于鉴定品系、寻找突变等。

对环境样品中微生物群落进行基因组测序，用于微生物多样性、功能及与环境关系的研究。

转录组测序

基因组重测序

宏基因组测序

单细胞测序

03

近交系小鼠品系验证方法

Chapter

形态学观察

通过观察小鼠的体型、毛色、眼睛等外部特征来判断品系，但这种方法主观性强，易受到观察者经验的影响。

生殖性能检测

通过检测小鼠的生殖性能，如产仔数、生育间隔等来判断品系的纯度，但这种方法需要长时间的观察和记录，且受到环境因素的影响较大。

免疫学方法

利用免疫学原理检测小鼠品系的特异性抗原或抗体，但这种方法需要特定的试剂和设备，成本较高。

利用二代测序技术检测小鼠基因组中的拷贝数变异区域，揭示品系间的基因组结构差异。

拷贝数变异（CNV）分析

利用二代测序技术对小鼠基因组进行高通量测序，获取全基因组序列信息，通过比对分析确定品系的遗传背景。

高通量测序

通过检测小鼠基因组中的单核苷酸多态性位点，分析品系间的遗传差异和亲缘关系。

单核苷酸多态性（SNP）分析

结果解读与报告

对验证结果进行解读和统计分析，生成品系验证报告。

品系验证

基于基因组信息，采用适当的分析方法对品系进行验证，如SNP分析、CNV分析等。

数据处理与分析

对测序数据进行质量控制、比对分析和变异检测等处理，获取品系的基因组信息。

样品准备

收集待验证品系的小鼠组织样本，提取基因组DNA。

二代测序

对基因组DNA进行文库构建和二代测序，获取高质量的测序数据。

04

实验设计与数据分析

Chapter

检查测序数据的碱基质量分数，确保数据质量可靠。

将测序数据与参考基因组进行比对，评估比对率以判断数据可靠性。

序列比对率

碱基质量评估

03

去除重复序列

去除由于PCR扩增产生的重复序列。

01

去除低质量序列

去除质量分数低于设定阈值的序列。

02

去除接头序列

去除测序过程中引入的接头序列。

通过比对测序数据与参考基因组，检测单核苷酸多态性（SNP）。

SNP检测

检测插入和缺失（InDel）变异。

InDel检测

Plink/VCFtools：用于遗传标记的筛选和统计分析。

自定义脚本：根据需要编写脚本，实现数据分析流程的自动化。

05

结果与讨论

Chapter

测序数据质量

经过质量控制，获得高质量的测序数据，Q30碱基占比大于90%，满足后续分析要求。

SNP检测

在测序数据中检测到大量SNP位点，其中部分位点在小鼠品系间具有显著差异。

品系特异性标记

通过比对分析，发现多个品系特异性标记，可用于后续品系验证。

03

02

01

基于SNP数据，对小鼠品系的遗传背景进行深入分析，揭示品系间的亲缘关系和遗传差异。

遗传背景分析

通过检测品系特异性标记的覆盖率和等位基因频率，评估各品系的纯度，为后续实验提供准确遗传背景信息。

品系纯度评估

在测序数据中筛查潜在的基因突变，为小鼠品系的遗传改良和基因功能研究提供线索。

基因突变筛查

01

02

03

准确性

二代测序技术具有高通量、高准确性的特点，相比传统验证方法如PCR、SSCP等，能够更准确地检测小鼠品系的遗传差异和突变情况。

灵敏度

测序技术能够检测到低频率的突变和变异，提高了品系验证的