全自动 DNA 片段筛选赋能 T2T 基因组组装，解析陆地棉育种结构变异
A pangenome reference and population studies link structural variants with breeding traits in Gossypium hirsutum
棉花基因图谱是育种研究的核心基础，但现有图谱覆盖不全、序列存在缺失，难以全面解析棉花遗传特征。同时，棉花优质基因资源储备不足，人工选育相关的基因调控机制仍不明确，极大制约了育种创新进程。
河北农业大学团队绘制了优良棉种 NDM13 的完整基因组图谱，构建 28 份代表性棉种的高质量基因组图谱，整合多维度数据，挖掘关键性状的基因差异。完善棉花遗传资源数据库，为棉花遗传研究与精准育种提供了理论依据。
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完成 28 份陆地棉高精度基因图谱组装；
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系统解析基因组结构与遗传变异特征；
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探究基因变异对基因表达的调控作用；
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鉴定现代育种演化相关关键变异与基因；
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关联种质序列与田间性状，挖掘功能变异。
Blue Pippin 用于棉花基因组大片段 DNA 片段筛选
SageHLS 用于制备 ONT Ultra-long 文库
高质量的大片段基因组 DNA 是高精度基因组测序建库的核心。常规磁珠法通常只能去除 5 kb 以下片段，无法满足 PacBio HiFi 测序要求；手工切胶回收易造成大片段 DNA 断裂，且操作繁琐、稳定性差，影响了文库质量与后续测序效果。
为实现 T2T 基因组 0 缺口（gap=0）的高质量组装要求，本研究采集 28 份陆地棉叶片基因组 DNA，使用 Sage Science 公司 Blue Pippin 全自动核酸片段筛选系统精准回收大片段，获取优质测序模板。同时，利用 SageHLS 超长 DNA 片段回收仪富集＞50 kb 高分子量(HMW)DNA，搭配 SQK‑LSK109 建库试剂盒，构建高质量纳米孔超长测序文库，ONT PromethION48 完成测序，以填补端粒、着丝粒及大片段重复区域的组装缺口。
Blue Pippin 具备脉冲场电泳模块，解决了直流琼脂糖电泳无法有效分离＞10kb DNA 的问题，精准富集完整大片段 DNA，去除降解的短片段，尽可能保障核酸分子完整性，满足 PacBio HiFi 高精度测序的样本要求。
SageHLS 可直接从核酸样品中分选回收 50 kb-2 Mb 超大片段 DNA，适配 Nanopore、华大、齐碳、普译生物等平台的纳米孔超长测序文库构建，也可用于回收 CATCH 技术获取的上百 kb 的靶向克隆基因组片段回收。
本研究构建了 28 份陆地棉 T2T /近 T2T 泛基因组图谱，解析端粒、着丝粒、rDNA 及片段重复（SD）等传统组装难以破译的“基因组暗物质”，建立了大规模结构变异（SV）数据集。同时，鉴定出两个可直接用于分子育种的功能 SV：调控纤维长度的 196 bp 缺失、调控纤维强度的 2845 bp 缺失。传统 SNP GWAS 易丢失稀有优良等位变异，而依托 T2T 图泛基因组可捕获此类变异，为棉花分子设计育种提供靶点。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41588-026-02523-z
全自动 DNA 脉冲场电泳回收仪
回收范围：100 bp－基因组 DNA
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全自动回收：采用双通道电泳回收专利技术，回收过程全自动运行；
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精准回收：精确度高达 93-99%，远高于手工切胶和 DNA 片段分选磁珠的方法
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微量回收：低起始量，低至 ng 级，控制时间回收，不直接检测样品
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高回收率：回收率可达 50-80%
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省时间：5 分钟的手工操作时间，无需额外制胶和切胶
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全自动完成 DNA 片段分选, 软件中自由选择需要筛选的片段范围，免去了切胶纯化的繁琐步骤，比核酸片段筛选磁珠更加精准可控；
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用于 DNA 常规分子生物学，精准有效地去除 PCR 引物二聚体、非特异性片段等，去除酶切产物中非目标 DNA 条带；
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用于小片段 DNA 筛选回收（DNA Size Selection），如小 RNA/small RNA 文库回收、cfDNA/ctDNA 循环血游离 DNA/循环血肿瘤 DNA 测序文库、ddRAD-SEQ 双酶切简化基因组测序文库、16S 微生物测序文库回收等、ChIP-seq 文库、MeDIP-seq / hMeDIP-seq 甲基化 DNA 免疫沉淀片段测序文库、ATAC-seq 转座酶可及染色质高通量测序文库、遗传病 panel 扩增子文库等各种复杂样本的处理，提高测序数据质量；
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用于大片段 DNA（几kb、几十kb 甚至几百kb）精准回收，如 PacBio HiFi 文库构建、纳米孔测序建库、超长测序（Ultra-Long Sequencing）文库构建等，精准彻底去除小片段 DNA，提高测序质量，降低测序成本；
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低起始量样品的精准浓缩回收：血浆/血清cfDNA/ctDNA，微量细胞/单细胞，空气/冰川/岩石样本，低丰度病原体等；
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降解样本的精准浓缩回收：FFPE（石蜡切片）、古DNA、腐烂样本、RNA样本等；
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背景极高的复杂样品的精准筛选回收：废水、土壤、腐殖质、粪便、肠道内容物、痰液、脓液、临床拭子、血液、脑脊液、共生微生物、食品微生物等
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参数 |
详情 |
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分离范围 |
100 bp-基因组DNA |
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单孔最大上样量 |
10 μg |
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电场模式 |
直流高压/低压、脉冲场交变电场 |
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回收模式 |
窄范围回收、宽范围回收、High Pass 大片段回收、Range+T 回收 |
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回收方式 |
自动化回收 |
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准确率 |
设定值 ±2%（501-600 bp） |
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重复性 |
99%（501-600 bp） |
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大片段准确率 |
30-40 kb 范围＞90% |
·环亚生物：为科研提供 “全链条” 支持
环亚生物科技（APG BIO）作为美国Sage Science 公司 DNA 片段回收系列产品在中国区的独家代理商，为国内二代测序、三代测序用户提供测序样品前处理、质控的整体解决方案：
组织研磨仪、单细胞悬液制备仪、细胞破碎仪、超声聚焦打断仪、全自动 DNA 片段分选回收仪、核酸片段分析仪、脉冲场电泳仪、全自动建库仪、荧光计、超微量分光光度计等。
