
近日,中山大学生科院贺雄雷课题组在The plant journal杂志发表了题为“Genome-wide profiling the integration patterns with T7-PCR”研究论文。
针对现有整合位点定位技术的不足,开发了基于T7聚合酶介导体外转录的 T7-PCR 方法。通过RNA转化富集整合位点连接片段,大幅提升信噪比。
研究过程中,水稻、大豆、拟南芥在九圃人工气候室特定的环境与关照条件下进行实验。验证了方法的普适性和高效性,优于现有NGS技术。适用于高通量转基因筛选,并为大片段靶向整合工具的研发奠定基础。

文献引用的九圃产品——九圃人工气候室
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相关论文信息:https://doi.org/10.1111/tpj.70403

外源基因导入技术在农业和医学中应用广泛,精准解析外源基因整合位点对保障其效果和安全性至关重要。现有转基因整合机制存在随机插入、结构变异或效率低等问题,且当前整合位点定位工具存在成本高、信噪低、耗时久等缺陷。
本研究开发了基于T7体外转录的T7-PCR方法,通过富集连接片段、去除背景DNA优化定位流程。经多生物、多整合场景验证,T7-PCR在准确性和效率上优于现有方法,尤其适用于复杂整合模式分析。

图1 对比了三种基于NGS的测序文库构建方法,核心差异集中在接头引入方式、步骤设计及嵌合假象风险上
通过酵母实验验证了 T7-PCR 流程的有效性,其产物大小分布符合预期,能以高覆盖率和准确性定位插入位点;优化后确定关键参数(DNA 输入量、IVT 时间影响小,PCR 循环数需控制以避免假阳性)。
T7-PCR 在拟南芥、水稻、大豆中均适用,能准确鉴定 T-DNA 插入位点及反向串联重复、缺失等结构变异;假阴性率低,仅在严重边界缺失时出现,可通过优化 T7 启动子位置改善。
与 AL-PCR 的性能对比:两种方法富集效率相近,但 T7-PCR 的高质量读数比例更高、映射长度更长;AL-PCR 存在假阳性和假阴性问题,而 T7-PCR 能减少非特异性扩增和嵌合读数,信噪比更优。

图2 T7-PCR 原理及标准流程演示

图3 植物中T-DNA介导的插入作图
T7-PCR 在多重整合分析中的表现,显示出高准确性。通过T7-IVT将侧翼序列转化为RNA,PCR前富集目标信号、消除噪声,大幅减少嵌合伪影,优于传统 PCR 富集技术和生物素标记法,具有高效、准确、低成本的特点。可用于评估新兴靶向整合工具的靶向效率和脱靶频率,解析整合位点附近的结构变异,助力转基因材料高通量筛选和靶位点整合工具开发。
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