大大降低基因组分析时间的新工具

最近，在英国的一项合作研究中，研究人员开发出一种新的生物信息学方法，能够对多个基因组物种自动设计引物，从而大大减少了分析的周转时间。相关研究结果发表在最近的《生物信息学》（Bioinformatics）。

　　

生物通报道：最近，在英国的一项合作研究中，研究人员开发出一种新的生物信息学方法，能够对多个基因组物种自动设计引物，从而大大减少了分析的周转时间。延伸阅读：自然通讯：让RNA分析更容易的新工具。

随着全球人口不断上升，导致粮食资源的压力增加，提高全球食物安全性的作物育种工作，正显得越来越重要。

这其中一个重要的方面是，利用基因组学研究突破，指导个体选择纳入育种计划。我们有可能把一个物种的DNA与其物理特性或表型联系起来，并找出对应理想性状（如产量高、抗病性）的DNA序列。

作物育种方案可以利用这种遗传信息，以确保未来的作物能遗传这些优良性状，从而帮助保证未来的粮食供应。然而，分析DNA的大多数工具是专为二倍体生物（如人类，有一套染色体）设计的，当应用于多倍体物种（具有多套染色体，如面包小麦Triticum aestivum L）的时候表现不佳。

Genome Analysis Centre (TGAC) 和John Innes中心的科学家们，开发出一种生物信息学方法——PolyMarker，有利于多倍体物种基因组特异引物的设计。一旦确定，这些引物就可用来查明一个生物个体是否具有特定性状相关的遗传变异。

作为一种开放取用的工具，研究人员和作物育种者可以将其数据提交到PolyMarker，这种在线工具将给出建议的设计引物，以识别标记作物样品重要性状的遗传变异，相比较目前的人工方法来说，这种新方法的周转时间显著降低。

本文第一作者、TGAC 博士研究生Ricardo Ramirez-Gonzalez指出：“手动设计引物以验证六倍体小麦的过程，是费时的，有了PolyMarker，我们已经将引物设计时间从大约一周减少至二十分钟。”

“我们已经在一个研究项目（旨在鉴定指示小麦条锈菌抗性的遗传标记）中，证明了PolyMarker的开发和应用价值。小麦条锈菌是面包小麦作物毁灭的原因，并进化出‘Warrior’菌株，能够感染先前被认为具有耐受性的作物。”

本文资深作者Mario Caccamo说：“PolyMarker的发展，是多学科研究合作的一个很好例子。在这种新的软件工具中，我们应用了先进算法开发的专业知识、遗传学知识和基因组结构原理。”

这种创新的在线工具，已被用来为CerealsDB项目设计的820K标记，生成假定kAsp探针。Polymarker也被用来为90K iSelect标记集设计探针。

相关研究结果以“PolyMarker: A fast polyploid primer design pipeline”为题，发表在最近的《生物信息学》（Bioinformatics）。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
PolyMarker: A fast polyploid primer design pipeline
Summary: The design of genetic markers is of particular relevance in crop breeding programs. Despite many economically important crops being polyploid organisms, the current primer design tools are tailored for diploid species. Bread wheat, for instance, is a hexaploid comprising of three related genomes and the performance of genetic markers is diminished if the primers are not genome specific. PolyMarker is a pipeline that generates SNP markers by selecting candidate primers for a specified genome using local alignments and standard primer design tools to test the viability of the primers. A command line tool and a web interface are available to the community.
Availability and implementation: PolyMarker is available as a ruby BioGem: bio-polyploid-tools. Web interface: http://polymarker.tgac.ac.uk.