Oxford Nanopore 用户会 | 广州场

甘蔗贡献了全球 80% 的蔗糖产量，是兼具重要经济价值与战略意义的作物。现代栽培甘蔗为同源异源非整倍体，基因组高度复杂：由八倍体热带种与多倍体割手密种杂交后，经多轮回交 "高贵化" 选育而来，同时存在同源和异源多倍体组分，祖先染色体频繁重组丢失，单基因位点同源拷贝数最高达 12 份。本研究整合单分子测序技术，自主开发配套的生物信息学算法与实验技术，完成了栽培甘蔗基因组的高精度单倍型组装，系统挖掘了优势等位基因并解析了表观遗传调控机制，为复杂基因组作物的设计育种奠定了关键基础。

真核生物的pre-mRNA能够通过选择性加工形成不同的RNA异构体，RNA修饰是否能够选择性地标记这些RNA异构体并不清楚。通过ONT直接RNA测序（DRS）结合内源性标记以及半监督学习的方法，我们建立了在单分子水平通过电流信号检测多种RNA修饰的深度学习算法,为解析RNA修饰在异构体上的分布模式奠定了基础。

Oxford Nanopore直接RNA测序技术（ONT dRNA-seq）可对全长天然RNA分子进行直接测序，同步获取碱基序列、poly(A)尾长度及多种表观修饰等多模态信息，已成为RNA生物学研究的前沿工具。然而，现有方法在文库构建中对RNA起始量要求较高，且缺少有效的样品混样方案；在生信分析中，全长转录本的识别与定量软件准确性仍有不足。针对上述问题，我们通过一系列方法优化，在极微量样本建库测序以及降低数据分析假阳性方面取得了进展，为更精准的全长转录本多模态解析提供了新策略。

传统的胚胎植入前遗传学检测（PGT）常依赖于二代测序（NGS）结合家系连锁分析，但在家系不全（缺乏先证者）、新发突变或高度同源基因区域检测中面临技术瓶颈，而全基因组三代测序成本过高，难以临床推广。本研究利用ONT平台的自适应采样技术，开发了一种靶向三代测序PGT新方法。仅需采集夫妇外周血，无需先证者即可进行单倍型分型，同时覆盖PGT-A、PGT-M和PGT-SR，并将测序成本降至原成本的一半，显著提升了检测的可及性与灵活性。

玉米起源与墨西哥，从大刍草驯化而来，经过多年的人工与自然筛选，已成为世界种植范围最广的主粮作物，同时是重要的饲料与工业原料。我国 2025 年玉米产量突破 2.95 亿吨，仅次于美国与墨西哥。但仍需每年大量进口玉米以满足国内的需求，并且我国玉米单产提升高度依赖氮肥，而过度施用氮肥对大气与水体产生极大污染。因此降本增效，实现玉米的绿色增产对我国粮食安全具有重要意义。本研究对具有驯化梯度以及低氮耐受梯度的玉米自交系在低氮胁迫下培养，并对其苗期根系进行了RNA直接测序。分析发现玉米在转录丰度层面响应之外存在大量的转录后修饰响应，并且在转录丰度上显著变化的基因通常在修饰上不产生差异，而在转录后修饰上显著响应的基因往往在丰度上没有显著差异。同时我们发现玉米基因组中与氮代谢相关的基因在驯化过程中存在转录后修饰的“获得”或“丢失”，为我们后续加深理解转录后修饰调控对玉米环境适应性以及氮效率的机制提供了新的视角

全球气候变化与国际交往日益频繁，登革病毒等重要蚊媒传染病跨境输入与本地化流行风险持续加剧。我们基于群体遗传与系统发生学分析构建了“基因型-基因亚型-基因分支”三层级可比较和可追踪的全球DENV统一基因分型，表征了DENV各群体传播动态和地理分布，揭示了DENV基因分支传播和替代的模式；系统性揭示我国流行DENV-1复杂的遗传群体结构与时空动态，明确在我国引起登革热暴发流行的主要基因分支，并基于入侵生物学视角-入侵生物的“传入-定殖-扩散”模式阐释了DENV传入我国后的流行模式的复杂演进；设计了可广泛覆盖全球主要流行毒株的靶向富集-ONT三代测序技术方案，结合SIR分析工作流，建立了建立GISDD线上分型平台。以上已为多家疾控与海关单位提供实战支持，为我国登革热精准防控与联防联控提供了技术支撑。

Oxford Nanopore测序技术其长度长和表观遗传信息直接检测的优势，在癌症研究中有着很多的着力点。全基因测序在SV和CNV突变的检测、甲基化分析填补了二代短读长测序的短板。此外，包括全长转录组、单细胞转录组和空间转录组等RNA水平上的应用，在帮助癌症诊断和解析发病机制方面有着显著的优势。