基于靶向性深度测序的转基因盲检技术研究

The transgenic technology is the focus of modern agriculture competition all over the world. The rapid development and wide application of it brings huge economic benefit and social effect. The mainstream methods based on PCR technology were deficient in many respects, and the development of effective methods for unknown GMOs detection is still a pending problem. Combining with the next-generation seuqencing technology and relevant bioinformatics, this study utilized the specific technique for targeted library construction to enrich the inserted and deleted DNA fragments at the whole genomic scale, and develop an effective method for unknown GMOs detection. By further optimizing of the technical system, decreasing the sequencing cost, improving the efficiency of data analysis and minimizing the false-positive results, we could build effective method for unknown GMOs detection with low cost and high accuracy. The result of this study has an important significance in promoting the development of transgenic agriculture, protecting the national agricultural trade, meeting the demands of supervision and perfecting the labeling system for GMOs.

转基因技术是世界各国农业科技竞争的焦点，其广泛应用产生了巨大经济效益和社会效应。以PCR技术为代表的主流转基因检测方法存在多方面的局限性，很难满足农业转基因技术快速发展的需要，目前转基因盲检技术领域尚属国际空白。本研究利用特殊的靶向性测序文库构建方法，富集样品DNA中全基因组范围内的插入缺失区段，结合高通量测序平台与生物信息学分析手段，建立高精准度、高通量的转基因盲检方法；通过进一步优化技术体系，降低测序成本、提高数据分析效率并最小化假阳性结果，实现低成本、高灵敏度的转基因盲检技术应用。本研究成果将对促进农业转基因技术发展，保护我国农产品进出口贸易利益，满足转基因生物监管需求，完善转基因标识管理制度等方面具有重要意义。

农业转基因技术的不断突破与创新为世界粮食安全、农业生产力提升与可持续发展提供了强有力的技术支撑。由于不同国家和地区对转基因农作物的认可程度与管理方式上存在较大差异，使得转基因检测需求一直存在，并随着转基因技术应用的快速发展而显得尤为迫切。当前，以PCR技术为代表的主流转基因检测方法存在诸多的固有局限性，无法满足农业领域日益增长的转基因检测需求，尤其是盲检技术的缺失，严重制约了转基因产业化的健康发展。.本研究基于高通量测序技术，通过整合并优化差减杂交、磁珠捕获与PCR-free 建库等方法，成功建立了灵敏、有效的转基因盲检测序方法SH-Seq （Subtractive Hybridization Sequencing）。实验结果证实，SH-Seq技术能够高效地靶向性富集外源转基因DNA片段，进而大量缩减高通量测序的数据量需求与检测成本，初步实现了低成本、高通量、高灵敏度的转基因盲检技术开发。SH-Seq方法的建立不仅填补了转基因盲检技术领域的国际空白，同时也为转基因分子特征鉴定与功能基因组学研究提供了全新的技术手段。本项目研究成果在满足转基因生物监管需求，促进农业转基因技术发展，保护我国农产品进出口贸易利益，完善转基因生物安全评价技术体系等方面具有重要理论与实践意义。