三代ONT重测序

重测序是对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序，通过与参考基因组序列比对，获得个体或群体的差异。

Nanopore测序由于读长长的特点，可直接跨越结构变异的位点，可检测大片段的结构变异（SV），包括大片段的插入、缺失、倒置、易位等序列。

Stancu M C, Roosmalen M J, Renkens I, et al. Mapping and phasing of structural variation in patient genomes using nanopore sequencing. Nature Communications, 2017, 8(1): 1326.

SV在染色体上的分布 （Alonge et al., 2020）(用的还是泛基因组的图)
Alonge M , Wang X , Benoit M , et al. Major Impacts of Widespread Structural Variation on Gene Expression and Crop Improvement in Tomato[J]. Cell, 2020, 182(1).

Q1. ONT 重测序相比二代测序有什么优势？

ONT 重测序提供长读长（通常>10 kb，甚至可达上百 kb）的数据，可直接跨越重复序列和结构变异区域，实现更高质量的变异检测与基因结构解析。同时，ONT 可同时保留甲基化等表观遗传信息，在单次测序中即可获得多层级信息。

Q2. ONT 重测序可以用于哪些分析？

常见用途包括：

· 结构变异（SV）分析：包括大片段缺失、倒位、重复、易位等。

· 甲基化检测：无需额外建库，可直接检测5mC等修饰。

· 基因组完整性评估与比对校验：用于T2T或新组装质量验证。

Q3. ONT 重测序的推荐测序深度是多少？

一般建议≥30×覆盖度以确保变异检测可靠性。若主要目标是SV检测或甲基化分析，可适当提高至40×或更高。不同物种的基因组大小会影响最终数据量需求。

案例分享

番茄广泛结构变异对基因表达和作物改良的主要影响(Cell，lF=42.5)

文章题目：Major lmpacts of Widespread Structural Variation on Gene Expression and Crop lmprovement in Tomato

研究亮点：

· 对 100 份番茄基因组进行长读长测序，鉴定出238,490个结构变异(SV)；

· 转座子是许多结构变异的成因，SV 热点区域揭示了大规模的外源片段插入；

· 与基因相关的 SV 可预测群体尺度上的基因表达变化；

· 新的基因组组装解析了由 SV 造成的复杂育种性状 QTL。

主要研究成果：

结构变异(SV)包括大片段的缺失、插入、复制和染色体重排。与单碱基变异(SNP)相比，SV 涉及更大范围的基因组重构，更容易破坏基因及其上游调控区域，从而显著影响表型。本研究利用三代测序技术对番茄进行了重测序，鉴定出 238,490 个 SV，并构建了番茄 pan-SV 基因组图谱。此外，还组装了 14 份代表性材料的高质量泛基因组。构建该图谱的意义在于，传统的 GWAS 和 QTL 分析主要识别与性状关联的位点，但往往难以精准定位真正的因果变异。借助 pan-genome 和高分辨率的 SV 图谱，本研究对3个 QTL/GWAS 关联位点进行了深入的遗传与功能分析，成功鉴定出关键 SV 变异，并进一步探索其在农业育种中的实际应用。

参考文献：

Michael Alonge, et al. Major lmpacts of Widespread Structural Variation on Gene Expression and Crop Improvement in Tomato. Cell, 2020.