Повногеномне секвенування з низьким покриттям для генотипування тварин і рослин

Продуктивність сільськогосподарських тварин і птиці залежить від кількох факторів, найважливішими з яких є генетичний потенціал і умови вирощування. Якщо тварина в межах своєї породи генетично схильна мати більші розміри тіла, кращу плодючість, вищу стійкість до захворювань, то за сприятливих умов утримання цей потенціал може бути реалізований. У результаті власник ферми або господарства отримає вищий прибуток і менші витрати на лікування та утримання таких тварин.

Одночасно виникає потреба підтверджувати чистоту породи тварини вже на ранньому етапі вирощування, щоб бути впевненим, що ця тварина є носієм саме тих генів, які забезпечують бажані продуктивні ознаки (наприклад, гени, що відповідають за ріст, розмір туші, якість м’яса та інші корисні характеристики), і мати впевненість, що ви вирощуєте тварину, яка забезпечить очікуваний прибуток.

Для підтвердження породи тварин проводять генотипування — процес визначення генетичної інформації, що міститься в ДНК, з метою виявлення певних генетичних маркерів (SNP) або варіантів генів.

Сучасні високопродуктивні технології генотипування — це секвенування (NGS) та SNP-чіпи (мікроматриці). Огляд цих технологій ми робили раніше в статті – “Генотипування як інструмент підвищення ефективності розведення ВРХ”.

Можливості LP-WGS у сучасній агрогеноміці

Секвенування нового покоління (NGS) — це технологія масового паралельного секвенування ДНК, яка дає найбільш повну інформацію про геном тварини і дозволяє виявити всі варіації, включно з новими або рідкісними мутаціями.

Компанія «Біолабтех» пропонує комплексне рішення для генотипування тварин — повногеномне секвенування з низьким покриттям (Low Pass Whole Genome Sequencing, LP-WGS). Цей метод використовується для визначення послідовності ДНК всього геному організму, але з меншою глибиною секвенування, ніж при традиційному повногеномному секвенуванні.

Новітня технологія секвенування LP-WGS є в рази дешевшою за традиційне секвенування, а також є більш гнучкою та ефективнішою за мікроматриці. Саме тому метод LP-WGS активно застосовується в агрогеноміці в світі для генотипування тварин та рослин.

За допомогою методу секвенування LP-WGS можна дешево і точно досягти покращення показників у промисловому свинарстві:

Методом LP-WGS знаходять гени, що відповідають за швидкий ріст свиней різних порід, розвиток м’язів і кісток, розмір туші, якість та колір м’яса, кількість і розподіл жиру та інші корисні ознаки [1-5]. Завдяки цьому фермери зможуть швидше й точніше відбирати найкращих тварин для розведення, витрачаючи менше грошей на генотипування, швидше досягати бажаних результатів, а також отримувати більше продукції вищого сорту завдяки генетичному відбору.

Крім того, метод недорогого секвенування LP-WGS дозволяє підвищити якість генетичних даних і прогнозувати кількість потомства у свиней [6–7], що сприяє ефективнішому відбору тварин з високою репродуктивністю. Це означає, що фермери зможуть краще передбачати, які тварини дадуть найбільше поросят і будуть ефективніші в розведенні.

Отже,

1. Метод LP-WGS використовується для визначення породної приналежності та родинних зв’язків тварин, ДНК-паспортизації, селекційного відбору за бажаними ознаками з метою отримання більш продуктивних і якісних особин.
2. Метод LP-WGS є економічно вигідним і за вартістю не поступається мікроматрицям.
3. LP-WGS перевершує мікроматриці за ефективністю: він надає більше даних і дає змогу знаходити нові генетичні маркери для селекції.

Що необхідно для імплементації LP-WGS у Вашу лабораторію?

I.Реагенти для секвенування

Revvity – реагенти для підготовки зразків (бібліотеки NGS), представлені наборами для підготовки бібліотек NEXTFLEX HT Agrigenomics Low-pass WGS.

• Зручний формат набору – розрахований на 24 або 384 реакції (ПЛР-планшет та пробірки з реагентами);
• Швидкий протокол – час виконання 2,5 год;
• Простий протокол – виконання аналізу не вимагає специфічних знань;
• Гнучкість у виборі робочого процесу – реагенти сумісні з автоматичними станціями підготовки бібліотек NGS та одночасного аналізу багатьох зразків.

II. Прилади для секвенування

1. Для перевірки якості ДНК – автоматичний капілярний електрофорез TapeStation (Agilent);
2. Для перевірки кількості ДНК – флуориметр Denovix;
3. Для секвенування ДНК – секвенатор NextSeq 1000 (Illumina).

Особливості роботи з даними приладами:

• Прилади зручні та прості у використанні;
• Аналізи проводяться автоматично, лаборант лише завантажує зразки на прилад;
• Не вимагаються специфічні знання і навички лаборантів;
• Легке та швидке навчання і запуск приладів в роботу.

III. Програма для аналізу даних

У агрогеноміці повногеномне секвенування з низьким покриттям у поєднанні з потужними інструментами для аналізу даних активно використовується для генотипування та геномної селекції. Curio є однією з ефективних платформ, що забезпечує обробку та аналіз даних LP-WGS.

Аналіз даних на платформі Curio:

• Простий – не вимагає навичок програмування;
• Швидкий – ви отримуєте найкращі результати протягом хвилин;
• Ефективний – для роботи підходить звичайний комп’ютер, оскільки обробка даних відбувається в хмарному середовищі, а не на вашому комп’ютері;
• Універсальний – працює з будь-яким видом тварин та рослин за наявності референтної панелі.

NGS-лабораторія “під ключ” від Біолабтех

Ми пропонуємо рішення від зразка до готового результату секвенування. Забезпечуємо поставку та запуск всіх приладів та реагентів, щоб ви фокусувались виключно на ваших дослідженнях та отримували найкращі результати. Біолабтех – ексклюзивний дистриб’ютор Illumina в Україні.

Переваги готових рішень від “Біолабтех”:

• Нами інстальовано більше 20 секвенаторів Illumina в Україні за період 2020-2025 років;
• Маємо пряму підтримку та надійні поставки від виробника Illumina;
• Надаємо клієнтам техпідтримку сертифікованими інженерами та аплікаційними спеціалістами;
• Контроль дотримання температурних режимів на всіх етапах поставки;
• Гарантія якості реагентів;
• Маємо сертифікат по ISO 9001.

Наші інженери та аплікаційні фахівці постійно проходять навчання та підвищення кваліфікації на базі центрів у Європі. Ми надаємо повний супровід від поставки, інсталяції до навчання персоналу і підтримки у досліжденнях.

Звертайтеся до нас за консультацією — ми будемо раді відповісти на всі ваші запитання та запропонувати комплексне рішення для генотипування тварин сучасним методом низьковартісного секвенування.

Літературні джерела:

1. Zhe Zhang, et al., 2021. The construction of a haplotype reference panel using extremely low coverage whole genome sequences and its application in genome‑wide association studies and genomic prediction in Duroc pigs.
2. Yang R. et al., 2021. Accelerated deciphering of the genetic architecture of agricultural economic traits in pigs using a low-coverage whole-genome sequencing strategy.
3. Zhou Z., Shen X., Li Q. et al., 2025. Genome-wide association studies based on lowcoverage whole-genome sequencing identify candidate genes for growth traits in pigs.
4. Zha C. et al., 2023. Combining genome-wide association study based on lc-wgs and transcriptome analysis to reveal the key candidate genes affecting meat color in pigs.
5. Mozduri Z. et al., 2025. Genome-Wide Association Study for Individual Primal Cut Quality Traits in Canadian Commercial Crossbred Pigs
6. Chen J. et al., 2025. Genomic prediction accounting for dominance and epistatic genetic effects on litter size traits in Large White pigs.
7. Wang X.Q. et al., 2024. Imputation strategies for low-coverage whole-genome sequencing data and their effects on genomic prediction and genome-wide association studies in pigs.