利用納米孔測序在100天內測序100種番茄

　　約翰霍普金斯大學的研究人員Michael Schatz概括了目前所做的工作和進展情況，而貝勒醫學院的研究人員Fritz Sedlazeck介紹了樣本選擇和結構變異檢測的詳細信息。

　　番茄是最有價值的經濟作物之一，在世界各地廣泛栽培。根據聯合國糧農組織的統計，2016年番茄產量達到1.77億噸，價值約850億美元。

　　早在2012年，國際團隊就利用Sanger測序、羅氏454測序等技術繪制了番茄的參考基因組。據Schatz介紹，這個950 Mb的二倍體基因組代表了當時高質量的組裝，已成為一種寶貴資源。不過，它不太適合結構變異的分析，而這些結構變異促成了農業和經濟上的重要性狀。

　　“之前的研究已表明，結構變異在番茄馴化及其他重要表型上發揮作用，”Sedlazeck在會上談到，并表示這些變異“難以通過短讀長測序技術來捕獲和定相，挑戰了群體測序的可行性。”

　　于是，Schatz及其同事開始利用長讀長測序技術、計算生物學以及功能研究來尋找和鑒定番茄中的結構變異，從而為今后的自然變異和作物改良等研究打下基礎。

　　利用數百個番茄品種的現有短讀長序列，研究人員通過計算機解決了樣本選擇的問題。他們不是隨機選擇，而是開發出一種稱為SVCollector的開源工具，以優化變異檢測和驗證。這種方法將研究范圍縮小到100個番茄品種。

　　一開始，研究人員利用短讀長和長讀長測序的組合來分析樣本。不過，冷泉港實驗室在去年夏天試用了Oxford Nanopore PromethIon測序儀。測試結果讓他們嘗試用這臺新儀器來開展分析。

　　Schatz指出，在冷泉港實驗室，納米孔測序儀的每個流動槽大約產生60-80 Gb的數據，能夠在兩天內以100倍的測序深度覆蓋番茄基因組。研究團隊每周測序12-16個番茄樣本，目前已經完成了62個番茄基因組的測序，平均深度至少為40倍。

　　這項工作也在結構變異結果上獲得了回報。利用一系列從頭組裝方法和結構變異方法，研究人員從每個已測序的番茄基因組中鑒定出15,000至50,000個結構變異。Schatz指出，研究人員已經開始利用番茄變異數據集來尋找CRISPR基因編輯的靶點。

　　Schatz及其合作者認為，這種應用于番茄結構變異分析的策略將成為所有物種的結構變異分析的新型金標準。