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次世代定序在白蝦疾病研究之應用

  • 出版日期:111-03-31
  • 點閱數:255
  • 修改時間:111-04-08

近年來蝦類新興疾病不斷出現,如類早期死亡綜合症 (shrimp early mortality syndrome, EMS) 每年造成數百萬美元經濟損失,導致全球白蝦 (Litopenaeus vannamei) 產業接連受到各種疾病之重創 (Yu, et al., 2020)。為徹底解決問題以達成白蝦產業永續經營之目標,需同時進行蝦類疾病管理與完善育種系統。白蝦傳染性疾病是白蝦養殖管理中面臨的重要關鍵問題之一,傳統上,病原體檢測研究依賴於傳統病理檢測及微生物檢測,既費力又費時。

在水產養殖基因體中,因白蝦基因體數據不足而無法完成定序和組裝全基因組,再者全球在蝦基因體解序進度緩慢,主要是因白蝦具有龐大的基因體 (Swathi et al., 2018) 及DNase活性強、染色體數量大、雜合性和重複元件水平高,難以分離出高分子量DNA,使其全基因體定序面臨了重大挑戰 (Abdelrahman et al., 2017)。然而在缺乏蝦全基因體信息的情況下,另有極力開發分子遺傳資源,例如遺傳圖譜 (gene mapping)、表達序列標籤 (shrimp expressed sequence tags)、轉錄體 (transcriptomes)、數量性狀基因座 (quantitative trait loci) 鑑定、微陣列 (microarrays)、差異表達基因 (differential gene) 和細菌人工染色體 (shrimp bacterial artificial chromosome) 等,但仍無法深入探討基因體的開發。

在2000年代初期,次世代定序 (next generation sequencing, NGS) 技術的出現,徹底改變了基因體學領域,也為以前無法進行的相關研究領域提供了新的解決方向。透過收集大量細菌的基因體數據,NGS能夠在一次測序中考慮所有相關訊息。雖然使用NGS技術得到的基因體數據成果,但NGS技術一開始在蝦病研究中並未得到充分利用,因為它需要高昂的成本 (Nkili-Meyong et al., 2016)。隨著次世代定序技術成熟,定序成本降低,白蝦全基因體已被定序和組裝 (Zhang et al., 2019)。過去幾年白蝦疾病NGS相關的研究顯著增加。大幅拓展基因體研究的廣度與深度,為養殖蝦類提供遺傳信息方面取得了巨大進展。