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Illumina FC-126-1004 TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)介紹

來源：上海易匯生物科技有限公司   2025年05月19日 16:02  
Illumina FC-126-1004 TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)介紹
在基因組學(xué)研究領(lǐng)域，獲取高質(zhì)量、長讀長的測序數(shù)據(jù)對于深入解析基因組結(jié)構(gòu)與功能至關(guān)重要。Illumina 公司推出的 FC-126-1004 TruSeq Synthetic Long-Read 產(chǎn)品，為科研人員提供了創(chuàng)新的解決方案，有效克服了傳統(tǒng)短讀長測序的局限性，在基因組組裝、基因分型等多個(gè)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。
一、產(chǎn)品概述
TruSeq Synthetic Long-Read 是一款用于構(gòu)建 DNA 文庫以生成合成長讀長序列的產(chǎn)品，其配套的文庫制備試劑盒和條形碼試劑盒協(xié)同工作，為復(fù)雜基因組研究提供了有力工具 。該產(chǎn)品并非直接生成物理意義上的長讀長測序數(shù)據(jù)，而是通過巧妙的技術(shù)手段，將短讀長數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與處理，最終合成出具有長讀長特性的序列信息。這一創(chuàng)新策略使得在 Illumina 現(xiàn)有測序平臺基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)近似長讀長測序的效果，大大拓展了常規(guī)測序平臺的應(yīng)用范圍。
二、核心技術(shù)原理

  1. 高度并行的文庫制備：TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)首先對 DNA 樣本進(jìn)行高度并行的文庫制備 。將基因組 DNA 隨機(jī)片段化后，在每個(gè)片段兩端連接上特定的接頭序列。這些接頭不僅有助于后續(xù)的 PCR 擴(kuò)增和測序反應(yīng)，還包含了用于識別和追蹤不同 DNA 片段的索引信息。通過這種方式，大量的 DNA 片段被同時(shí)處理，為后續(xù)生成合成長讀長奠定了基礎(chǔ)。

  1. 短讀長數(shù)據(jù)的本地組裝：在測序過程中，首先按照常規(guī)的 Illumina 測序方法獲得大量短讀長序列 。這些短讀長序列包含了原始 DNA 片段的部分信息。隨后，利用先進(jìn)的算法和生物信息學(xué)工具，對這些短讀長數(shù)據(jù)進(jìn)行本地組裝。通過識別短讀長之間的重疊區(qū)域，將它們逐步拼接起來，從而構(gòu)建出更長的合成序列。在這個(gè)過程中，由于每個(gè)短讀長的測序準(zhǔn)確性較高（Illumina 測序技術(shù)本身具有高準(zhǔn)確性），通過合理的組裝策略，能夠有效降低合成長讀長中的錯(cuò)誤率，保證最終序列的可靠性。

  1. 的索引與拼接策略：配套的條形碼試劑盒發(fā)揮著關(guān)鍵作用 。其中包含 384 個(gè)索引，用于標(biāo)記每個(gè)反應(yīng)孔中的樣本。在測序完成后，利用這些索引信息，可以準(zhǔn)確地將來自同一原始 DNA 分子的短讀長序列進(jìn)行歸類和拼接。這種基于索引的拼接策略，極大地提高了合成長讀長的準(zhǔn)確性和成功率，能夠更精準(zhǔn)地還原基因組的真實(shí)序列，尤其是在處理高度重復(fù)序列區(qū)域時(shí)，相比傳統(tǒng)短讀長測序，能夠有效減少序列錯(cuò)配和遺漏的問題。

三、產(chǎn)品性能優(yōu)勢

  1. 高準(zhǔn)確性的長讀長合成：TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)生成的合成長讀長具有的準(zhǔn)確性，錯(cuò)誤率可低至 0.03%/ 堿基 。這一的性能得益于其基于高質(zhì)量短讀長數(shù)據(jù)的組裝方式，以及嚴(yán)格的質(zhì)量控制流程。高準(zhǔn)確性的長讀長數(shù)據(jù)對于準(zhǔn)確識別基因組中的變異，如單核苷酸多態(tài)性（SNP）、插入缺失（InDel）以及結(jié)構(gòu)變異（SV）等至關(guān)重要。在研究復(fù)雜疾病的遺傳機(jī)制時(shí)，能夠精準(zhǔn)地檢測到與疾病相關(guān)的微小變異，為疾病診斷和治療提供可靠依據(jù)。

  1. 出色的基因組覆蓋度：通過優(yōu)化的文庫制備和長讀長合成策略，該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)對基因組的全面覆蓋 。尤其是對于傳統(tǒng)測序方法難以觸及的高 GC 含量區(qū)域、重復(fù)序列區(qū)域以及基因間區(qū)等復(fù)雜區(qū)域，TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)能夠有效提升覆蓋度。在對動植物基因組進(jìn)行測序時(shí)，能夠更完整地獲取基因組信息，挖掘出更多潛在的功能基因和調(diào)控元件，為物種進(jìn)化、遺傳育種等研究提供更豐富的數(shù)據(jù)資源。

  1. 強(qiáng)大的復(fù)雜區(qū)域解析能力：基因組中的重復(fù)序列和結(jié)構(gòu)變異往往是研究的難點(diǎn)，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀讓?dǎo)致測序數(shù)據(jù)的混淆和錯(cuò)誤拼接 。TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)憑借長讀長優(yōu)勢，能夠跨越這些復(fù)雜區(qū)域，準(zhǔn)確解析重復(fù)序列的結(jié)構(gòu)和分布，精確識別各類結(jié)構(gòu)變異，如倒位、易位等。在腫瘤基因組研究中，能夠清晰地揭示腫瘤細(xì)胞中基因組的重排和變異情況，有助于深入了解腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，為腫瘤的精準(zhǔn)治療提供關(guān)鍵線索。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

  1. 基因組從頭組裝：在新物種基因組測序和未知基因組研究中，基因組從頭組裝是關(guān)鍵步驟 。TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)生成的長讀長數(shù)據(jù)能夠顯著提高組裝的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，有效減少基因組中的缺口和錯(cuò)誤拼接。通過將合成長讀長與傳統(tǒng)短讀長數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以構(gòu)建出更為完整、準(zhǔn)確的基因組草圖，為后續(xù)基因注釋、功能研究等工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如在對新發(fā)現(xiàn)的微生物基因組進(jìn)行測序時(shí)，能夠快速、準(zhǔn)確地完成基因組組裝，揭示其的遺傳信息和代謝途徑。

  1. 基因組結(jié)構(gòu)變異分析：結(jié)構(gòu)變異在生物進(jìn)化、疾病發(fā)生發(fā)展等過程中發(fā)揮著重要作用 。該產(chǎn)品能夠精準(zhǔn)檢測基因組中的各種結(jié)構(gòu)變異，包括拷貝數(shù)變異（CNV）、染色體易位、倒位等。在人類遺傳學(xué)研究中，通過對大量個(gè)體的基因組進(jìn)行結(jié)構(gòu)變異分析，可以發(fā)現(xiàn)與遺傳性疾病相關(guān)的結(jié)構(gòu)變異位點(diǎn)，為疾病的早期診斷和遺傳咨詢提供重要依據(jù)。在植物育種領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)變異分析有助于挖掘與優(yōu)良性狀相關(guān)的基因，加速品種改良進(jìn)程。

  1. 單倍型分析與基因分型：準(zhǔn)確的單倍型分析對于理解遺傳多樣性、疾病關(guān)聯(lián)分析以及群體遺傳學(xué)研究具有重要意義 。TruSeq Synthetic Long-Read 技術(shù)能夠通過長讀長數(shù)據(jù)準(zhǔn)確確定等位基因的連鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高精度的單倍型分型。在人類群體遺傳學(xué)研究中，通過分析不同人群的單倍型分布，可以追溯人類的遷徙歷史和遺傳演化路徑；在疾病研究中，單倍型分析有助于識別與復(fù)雜疾病易感性相關(guān)的遺傳標(biāo)記，為個(gè)性化醫(yī)療提供更精準(zhǔn)的信息。

五、產(chǎn)品使用說明

  1. 樣本要求：該產(chǎn)品適用于多種類型的 DNA 樣本，如基因組 DNA、FFPE 樣本來源的 DNA 等 。為確保實(shí)驗(yàn)成功，樣本應(yīng)具備較高的質(zhì)量和完整性，建議使用高質(zhì)量的純化 DNA，起始量一般在 0.1 - 1 μg 之間，具體用量可根據(jù)樣本類型和實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在樣本處理前，需對樣本進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，包括濃度測定、純度評估以及完整性分析等，確保樣本符合實(shí)驗(yàn)要求。

  1. 實(shí)驗(yàn)操作流程：使用 TruSeq Synthetic Long-Read 產(chǎn)品構(gòu)建文庫的操作流程相對簡便，但需嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行 。首先，將 DNA 樣本進(jìn)行片段化處理，可采用物理或酶切方法，獲得適宜長度的 DNA 片段。然后，進(jìn)行末端修復(fù)、加 A 尾以及連接特定接頭等操作，這些步驟均在試劑盒提供的專用試劑和優(yōu)化的反應(yīng)條件下進(jìn)行。接下來，利用條形碼試劑盒中的索引對樣本進(jìn)行標(biāo)記，以便后續(xù)區(qū)分不同樣本。最后，通過 PCR 擴(kuò)增富集文庫片段，并對文庫進(jìn)行純化和質(zhì)量檢測，確保文庫的質(zhì)量和濃度符合測序要求。

  1. 數(shù)據(jù)分析：測序完成后，可利用 Illumina BaseSpace Sequence Hub 中的專用分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 。例如，TruSeq Long-Read Assembly App 能夠?qū)⒍套x長數(shù)據(jù)組裝成合成長讀長，用于準(zhǔn)確的基因組組裝和基因組完成工作；TruSeq Phasing Analysis App 則可用于基因組的基因分型分析，識別單倍型信息、共遺傳等位基因以及新出現(xiàn)的突變。這些分析工具操作簡便，能夠快速、準(zhǔn)確地從測序數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的生物學(xué)信息，為科研人員的研究工作提供有力支持。



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