２０１０年第１０期杨晓玲等：新一代测序技术的发展及应用前景等交叉学科的迅猛发展。
１．１第二代测序——高通量低成本齐头并进以高通量低成本为主要特征的第二代测序，不再需要大肠杆菌进行体内扩增，而是直接通过聚合酶或者连接酶进行体外合成测序¨】。
根据其原理又可分为两类：聚合酶合成测序和连接酶合成测序。
１．１．１聚合酶合成测序法Ｒｏｃｈｅ公司推出的４５４技术开辟了高通量测序的先河。
该技术通量可达Ｓａｎｇｃｒ测序的几百倍，而成本却只有几十分之一，因此一经推出，便受到了国际上基因组学专家的广泛关注。
４５４采用焦磷酸合成测序法ＨＪ，避免了传统测序进行荧光标记以及跑胶等繁琐步骤，同时利用乳胶系统对ＤＮＡ分子进行扩增，实现了大规模并行测序。
截止到２０１０年４月，已有７００多篇文献是采用了４５４测序技术（ｈｔｔｐ：／／４５４．ｃｏｍ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ａｎｄ—ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ａｓｐ），对该技术是一个极大的肯定。
Ｉｌｌｕｍｉｎａ公司推出的Ｓｏｌｅｘａ遗传分析仪是合成技术的进一步发展与延伸。
该技术借助高密度的ＤＮＡ单分子阵列，使得测序成本和效率均有了较大改善。
同时Ｓｏｌｅｘａ公司提出的可逆终止子”１也是该技术获得认可的原因之一。
与４５４相比。
Ｓｏｌｅｘａ拥有更高的通量，更低的成本。
虽然片段长度较短仍是主要的技术瓶颈，但是对于已有基因组的物种来说，Ｓｏｌｅｘａ理所当然成为第二代测序技术的首选。
２００８年以来，利用该技术开展的研究大幅度上升，报道文献达４００多篇（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｌｌｕｍｉｎａ．ｃｏｍ／ｓｙｓｔｅｍｓ／ｇｅｎｏｍｅ—ａｎａｌｙｚｅｒ＿ｉｉｘ．ｉｌｍｎ）ｏ１．１．２连接酶合成测序法２００７年ＡＢＩ公司在Ｃｈｕｒｃｈ小组拍１研究成果的基础上推出了ＳＯＬＩＤ测序仪。
该技术的创新之处在于双碱基编码…的应用，即每个碱基被阅读两次，因此大大减少了测序带来的错误率，同时可以方便的区分ＳＮＰ和测序错误。
在测序过程中，仪器自动加入４种荧光标记的寡核苷酸探针，探针与引物发生连接反应，通过激发末端的荧光标记识别结合上的碱基类型。
目前ＳＯＬＩＤ３．０测序通量可达２０Ｇ，而测序片段仅有３５—５０ｂｐ，这使得该技术与Ｓｏｌｅｘａ相比，应用范围还不够广泛。
ＡＢＩ公司正加快研发进度，争取在片段长度方面做出重大突破。
ＤａｎａｈｅｒＭｏｔｉｏｎ公司推出Ｐｏｌｏｎａｔｏｒ¨１测序仪同样也是基于Ｃｈｕｒｃｈ小组的研究成果，但是该设备的成本要低很多，同时用户在使用时可以根据自己的研究目的设置不同的测序条件。
而ＣｏｍｐｌｅｔｅＧｅ—ｎｏｍｉｃｓ公司推出的ＤＮＡ纳米阵列与组合探针锚定连接测序法＂１则具有更高的容错能力，试剂的消耗也进一步减少，目前已顺利完成３个个体基因组的测序工作。
１．２第三代测序——单分子长片段有望实现第二代测序技术虽然在各方面都有了较大的突破，但是仍然建立在ＰＣＲ扩增的基础上。
为了避免ＰＣＲ扩增带来的偏差，科学家目前正在研制对ＤＮＡ单个分子直接测序的第三代测序仪。
最具代表性的包括Ｈｅｌｉｓｃｏｐｅ单分子测序仪，单分子实时合成测序法，纳米孔测序技术等。
Ｈｅｌｉｃｏｓ技术仍然是基于合成测序原理¨…，它采用了一种新的荧光类似物和灵敏的监测系统，能够直接记录到单个碱基的荧光，从而克服了其他方法须同时测数千个相同基因片段以增加信号亮度的缺陷。
ＰａｃｉｆｉｃＢｉｏｓｃｉｅｎｅｅｓ公司研发的单分子实时合成测序法充分利用了ＤＮＡ聚合酶的特性，可以形象的描述为通过显微镜实时观测ＤＮＡ聚合酶，并记录ＤＮＡ合成的整个过程。
纳米孔测序技术［１１’１２１则是利用不同碱基在通过纳米小孔时引起的静电感应稍有不同，或者不同碱基通过小孔的能力各有差异，来加以区分不同的碱基信号。
２应用与实践Ｋａｈｖｅｊｉａｎ在２００８年的一篇综述中提到¨“：“如果你可以随心所欲地测序，你会开展哪些研究？”。
人类基因组计划的完成和近年来高通量测序的兴起，使越来越多的科研工作者认识到，我们对于生物界的认识才刚刚起步。
基因图谱的绘制并不意味着所有遗传密码的破解，癌症基因组的开展也没有解决所有的医学难题。
ＤＮＡ变异的模式和进化机制，基因调控网络的结构和相互作用方式，复杂性状及疾病的分子遗传基础等，仍是困扰生物学家和医学家的难题，而高通量测序的广泛应用，也许可以让我们知道的更多。
２．１ＤＮＡ水平的应用２．１．１全基因组测序新一代测序技术极大地推新一代测序技术的发展及应用前景作者：杨晓玲， 施苏华， 唐恬， Yang Xiaoling， Shi Suhua， Tang Tian作者单位：中山大学生命科学院,广州,510275刊名：生物技术通报英文刊名：BIOTECHNOLOGY BULLETIN年，卷(期)：2010(10)被引用次数：5次1.Sanger F.Air GM.Barrell BG Nucleotide sequence of bacteriophage phi X174 DNA[外文期刊] 1977(5596)2.Sanger F.Nicklen S.Coulsen AR DNA sequencing with chain-terminating inhibitors[外文期刊] 1977(12)3.Aksyonov SA.Bittner M.Bloom LB Multiplexed DNA sequencing-by-synthesis[外文期刊] 2006(01)4.Rothberg JM.Leamon JH The development and impact of 454 sequencing[外文期刊] 2008(10)5.Turcatti G.Romieu A.Feduroo M.Tairi AP A new class of cleavable fluorescent nucleotides:synthesis and optimization as reversible terminatore for DNA sequencing by synthesis[外文期刊] 2008(04)6.Shendure J.Porreca G J.Reppas NB Accurate multiplex polony sequencing of an evolved bacterial genome[外文期刊] 2005(5741)7.McKernan KJ.Peckham HE.Costa GL Sequence and structural variation in a human genome uncovered by short-read,massively parallel ligation sequencing using two-base encoding[外文期刊] 2009(09)8.Polonator Frequently Asked Questions9.Drmanac R.Sparks AB.Callow MJ Human genome sequencing using unchained base reads on serf-assembling DNA nanoarrays[外文期刊] 2010(5961)10.Harris TD.Buzby PR.Babcock H Single-molecule DNA sequencing of a viral genome[外文期刊]2008(5872)11.Eid J.Fehr A.Gray J.ct al Real-time DNA sequencing from single polymerase molecules[外文期刊] 2009(5910)12.Rusk N Cheap third-generation sequencing[外文期刊] 2009(04)13.Kahvejian A.Quackenbush J.Thompson JF What would you do if you could sequence everything[外文期刊] 2008(10)14.Li R.Fan W.Tian G The sequence and de novo assembly of the giant panda genome[外文期刊]2010(7279)15.Huang S.Li R.Zhang Z The genome of the cucumber,Cucumis sativus L[外文期刊] 2009(12)16.Rasmussen M.Li Y.Lindgreen S Ancient human genome sequence of an extinct Palaeo-Eskimo 2010(7282)17.Fullwood MJ.Wei CL.Liu ET.Ruan Y Next-generation DNA sequencing of paired-end tags(PET)for transcriptome and genome analyses[外文期刊] 2009(04)18.Feuk L.Carson AR.scherer SW Structural variation in the human genome[外文期刊] 2006(02)19.Trick M.Long Y.Meng J.Bancroft I Single nucleotide polymorphism(SNP)diseovery in the polyploid Brassica napus using Solexa transcriptome sequencing[外文期刊] 2009(04)20.Therese KL.Bartell J.Deepa P DNA sequencing by Microseq kit targeting 16S rRNA gene for species level identification of mycobacteria 2009(02)21.Qin J.Li R.Raes J A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing[外文期刊] 2010(7285)22.Cloonan N.Forrest AR.Kolle G Stem cell transcripteme profiling via massive-scale mRNA sequencing [外文期刊] 2008(07)23.Tang F.Barbacioru C.Wang Y mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell[外文期刊]2009(05)24.Lu J.Shen Y.Wu Q The birth and death of mieroRNA genes in Drosophila[外文期刊] 2008(03)25.Morin RD.O Connor M D.Griffith M Application of massively parallel sequencing to microRNAprofiling and discovery in human embryonic stem cells[外文期刊] 2008(04)26.Mardis ER ChIP-seq:welcome to the new frontier[外文期刊] 2007(08)27.Robertson G.Hirst M.Bainbridge M Genome-wide profiles of STAT1 DNA association using chromatin immunoprecipitatian and massively parallel sequencing[外文期刊] 2007(08)28.Taylor KH.Kramer KS.Davis JW Ultradeep bisulfite sequencing analysis of DNA methylation,patterns in multiple gone promotem by 454 sequencing[外文期刊] 2007(18)29.Barski A.Cuddapah S.Cui K High-resolution profiling of histone methylations in the human genome [外文期刊] 2007(04)30.Shendure J.Ji H Next-generation DNA sequencing[外文期刊] 200831.Hiseq 200032.The SOLiDTM System:Next-Generation Sequencing33.Goldberg SM.Johnson J.Busam D A Sanger/pyrosequencing hybrid approach for the generation of high-quality draft assemblies of marine microbial genomes[外文期刊] 2006(30)34.von Bubnoff A Next-generation soquencing:the race is on[外文期刊] 2008(05)35.Carroll J Sequencing cost slides to $ 4,400 at Complete Genomics 200936.Wang Z.Gerstein M.Snyder M RNA-Seq:a revolutionary tool for transcriptomics[外文期刊] 2009(01)37.Pop M.Salzberg SL Bioinformatics challenges of new sequencing technology[外文期刊] 2008(03)1.王升跃.WANG Sheng-yue新一代高通量测序技术及其临床应用前景[期刊论文]-广东医学2010,31(3)2.于聘飞.王英.葛芹玉.YU Pin-fei.WANG Ying.GE Qin-yu高通量DNA测序技术及其应用进展[期刊论文]-南京晓庄学院学报2010,26(3)3.解增言.林俊华.谭军.舒坤贤.Xie Zengyan.Lin Junhua.Tan Jun.Shu Kunxian DNA测序技术的发展历史与最新进展[期刊论文]-生物技术通报2010(8)4.张闻.何永蜀.陈元晓.ZHANG Wen.HE Yong-shu.CHEN Yuan-xiao新一代DNA测序技术[期刊论文]-国际遗传学杂志2009,32(5)1.井赵斌.魏琳.俞靓.程积民转录组测序及其在牧草基因资源发掘中的应用前景[期刊论文]-草业科学 2011(7)2.李庆岗.陶立高通量测序技术及其在生命科学中的应用[期刊论文]-畜牧与饲料科学 2012(2)3.刘朋虎.林冬梅.林占熺.李晶DNA测序技术及其应用研究进展[期刊论文]-福建农业学报 2012(10)4.侯平.王英.高和琼.庄南生甘蔗割手密种和热带种基因差异表达的基因芯片和Solexa高通量技术的比较分析[期刊论文]-热带作物学报 2013(6)5.冯健.赵雪崴高通量测序技术及其在植物研究中的应用[期刊论文]-辽宁林业科技 2012(4)本文链接：/Periodical_swjstb201010014.aspx。