近日,，農(nóng)學(xué)院劉耀光/謝先榮團(tuán)隊(duì)在Molecular Plant發(fā)表了題為“SuperDecode: an integrated toolkit for analyzing mutations induced by genome editing”的研究論文,。該論文報道了基于Sanger測序,、二代測序和三代測序技術(shù)對各種基因編輯樣品的不同類型突變進(jìn)行高效檢測的方法和分析工具箱SuperDecode,。

　　基因組編輯技術(shù)已成為基因功能研究和遺傳操作的革命性工具，廣泛應(yīng)用在生命科學(xué)的多個領(lǐng)域。隨著基因編輯技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場景的多元化,，所產(chǎn)生的突變類型更加多樣,，需要的檢測樣本數(shù)也在大幅度的增加，如何更加高效,、低成本的對編輯結(jié)果進(jìn)行鑒定已成為亟待解決的問題,。目前對基因編輯材料的突變類型鑒定，主要是通過Sanger測序和二代測序技術(shù)進(jìn)行檢測,。然而,，Sanger測序無法檢測頻率低或類型復(fù)雜的突變，并且受到通量低的限制,，使用Sanger測序?qū)Υ笠?guī)模樣本進(jìn)行檢測的成本較高,。基于二代測序的突變檢測技術(shù)提高了樣本突變檢測的通量,，低頻率突變和復(fù)雜突變的檢測能力也高于Sanger測序,，但是，由于讀長短的特點(diǎn),，基因組大片段的插入,、刪除以及在一定區(qū)域內(nèi)多靶點(diǎn)編輯引起的結(jié)構(gòu)變異，難以使用二代測序技術(shù)進(jìn)行檢測,。

　　為滿足科研人員在不同應(yīng)用場景下的檢測需求,，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個全面、綜合的基因編輯突變分析工具箱SuperDecode,，可以實(shí)現(xiàn)對利用不同測序平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效分析,，并且開發(fā)了基于PCR構(gòu)建多樣本混合文庫的方法。SuperDecode包含3個子軟件模塊：DSDecodeMS,、HiDecode以及LaDecode,，分別對應(yīng)Sanger測序、二代測序結(jié)果以及三代測序數(shù)據(jù)的解碼分析,。其中,，DSDecodeMS是研究團(tuán)隊(duì)此前開發(fā)的網(wǎng)頁版工具DSDecod/DSDecodeM的升級本地版，添加了去除Sanger測序兩端低質(zhì)量序列的功能,，同時解除了Sanger測序峰圖上傳數(shù)量的限制,，通過直接讀取靶點(diǎn)擴(kuò)增子的Sanger測序峰圖，分析樣本的突變類型,。HiDecode能對添加特定barcode序列的多樣本混合文庫的二代測序文件進(jìn)行解碼,，實(shí)現(xiàn)多種類型樣本的高通量突變分析，包括二倍體,、多倍體,、細(xì)胞系等,。同時，HiDecode中提供了96×96種特異性barcode序列,，理論上可一次性檢測多達(dá)9,216個樣本的突變類型,。LaDecode則是基于單分子測序技術(shù)，對大片段的PCR擴(kuò)增子進(jìn)行高通量解碼分析的軟件,，利用三代測序技術(shù)序列讀長較長的優(yōu)勢,，LaDecode能夠識別目的區(qū)域中的各種復(fù)雜的突變，并區(qū)分檢測樣本的所有單倍型,，該工具特別適用于分析啟動子區(qū)域飽和突變和平鋪刪除引起的結(jié)構(gòu)變異,。

SuperDecode工具箱的分析模塊和功能

　　SuperDecode具有對用戶友好易用的自動化操作界面。此外,，HiDecode和LaDecode支持用戶自定義barcode序列構(gòu)建文庫或者是單樣本的測序文件,，具有更加強(qiáng)大的靈活性。除了檢測由基因編輯產(chǎn)生的突變,，也可以用于檢測自然遺傳變異,，用于基因分型等。

　　目前,，SuperDecode提供了Windows,、MacOS本地化界面版和Linux命令行版，以及網(wǎng)頁版,。用戶可以通過SuperDecode網(wǎng)頁（www.crispr-ge.com/superdecode/）或者GitHub（https://github.com/xiexr/SuperDecode）下載本地版的軟件包和使用手冊,。此外，也可以通過我校夏瑞教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的TBtools-Ⅱ的插件商店使用,。用戶使用手冊提供了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和軟件操作方法,，SuperDecode各模塊內(nèi)置了測試數(shù)據(jù)幫助用戶快速的熟悉軟件。

　　農(nóng)學(xué)院,、廣東省高等學(xué)校未來作物精準(zhǔn)育種基礎(chǔ)研究卓越中心,、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室謝先榮副研究員和劉耀光院士，以及中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院陳程杰副研究員為論文的通訊作者,，第一作者為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李福權(quán)博士,。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)董小歐教授，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉向東教授和吳錦文副研究院,，薩斯喀徹溫大學(xué)馬興亮博士對論文提供了重要的指導(dǎo)和幫助,。該項(xiàng)目得到了農(nóng)業(yè)生物育種國家科技重大專項(xiàng)和廣東省種業(yè)振興專項(xiàng)的資助。

　　相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.03.002 

文圖/農(nóng)學(xué)院