全自動大片段DNA脈沖場電泳回收儀在超長文庫構建中的應用

超長測序文庫新思路：Blue Pippin全自動大片段DNA脈沖場電泳回收儀用于Ultra Long 文庫構建
 

在基因組學研究的趨勢中，“超長測序（Ultra long sequencing）” 技術憑借其對長片段 DNA 的精準解析能力，正改變著我們對物種進化、疾病機制乃至生態適應的認知。而超長測序（Ultra long sequencing）技術雖然發展多年，仍有諸多限制，如高質量長片段 DNA（HMW DNA）提取和制備困難，移液離心等處理過程帶來的長片段 DNA 斷裂，測序成本高等。

Blue Pippin全自動大片段DNA脈沖場電泳回收儀（簡稱Blue Pippin），在一定程度上可以解決上述問題。Blue Pippin自帶脈沖場電泳模塊，可以有效分離10-50kb范圍內的DNA樣本并獲取目標片段，例如較多使用的30-40 kb High Pass程序，回收起點設置為30kb，即30kb以下的干擾DNA徹底去除，幾百kb的長片段DNA有效保留。另外，Blue Pippin擁有3電極回收專利技術，自動進行回收且回收后的長片段DNA置于緩沖液中，極大減少了斷裂問題。經Blue Pippin回收后的樣本，可使用常規的建庫試劑盒代替昂貴的Ultra long專用建庫試劑盒，大幅降低建庫實際成本。因此Blue Pippin的片段篩選建庫方案，已獲得諸多超長測序（Ultra long sequencing）客戶的認可和使用。

從實際應用的數據來看，Blue Pippin 的篩選能力堪稱 “精準狙擊”：青島農業大學對大鱗白甲魚（Onychostoma macrolepis） 染色體級基因組的組裝研究中，使用 Blue Pippin 對 Megaruptor 打斷后的 DNA 進行片段選擇，繼而ONT PromethION 測序獲得了平均讀長 35,349 bp、N50 達 52,217 bp 的優質超長 reads，為后續 Hi-C 技術輔助組裝出完整染色體圖譜奠定了關鍵基礎；中科院動物所對中國竹鼠的地下適應進化研究中，Blue Pippin 對肌肉組織中提取的 DNA 篩選出符合 Nanopore 測序需求的長片段，配合 Illumina 數據，實現了基因組的高深度覆蓋（119x），揭示 “宿主基因組趨同是地下適應的核心驅動因素” 這一重要結論。

無論是針對魚類、哺乳動物，還是微生物、植物，Blue Pippin 都能根據需求靈活設定篩選閾值，從 15 kb 的 “低門檻” 篩選（如縫葉吸蜜鳥基因組研究），到 20-30 kb 的常規長片段回收（如蝙蝠、擬南芥研究），再到 40 kb + 的高閾值選擇（如植物致病真菌 Austropuccinia psidii 研究），甚至通過 U1 High Pass 30-40 kb cassette 產出幾百kb超長片段（如野生花葉大麻泛基因組研究）。這種 “按需定制” 的篩選能力，讓不同物種、不同研究目標的超長測序實驗都能獲得優質樣本，極大提升了測序數據的利用率與研究效率。

一、動物研究：從疾病機制到保護基因組學
 

在研究蝙蝠（Rhinolophus lepidus）和 SARS-CoV-2 病毒感染相關性時，Blue Pippin篩選出了長度超過 30-40kb 的高分子量 DNA，再結合 MinION 測序，拿到了 N50 約 39,600bp 的長 reads。通過雜交組裝的方法，揭示了蝙蝠容易感染新冠病毒的分子機制，為傳染病防控提供了重要參考。

在新西蘭特有鳥類縫葉吸蜜鳥（Notiomystis cincta）的保護基因組學研究中，因為物種保護需要高精度的基因組資源，通過Blue Pippin 篩選出 15kb 以上的 DNA 片段，構建 ONT 文庫，成功組裝出了縫葉吸蜜鳥雌性和雄性個體的完整基因組，還明確了 W 染色體的特征，為制定瀕危鳥類的保護策略提供了分子層面的依據。

除此之外，在赤狐（Vulpes vulpes montana）高海拔適應研究、鯉科魚類遠距離雜交機制研究中，Blue Pippin 都用于篩選長片段DNA，保證了超長測序數據的高質量，幫科研人員找到動物適應極端環境、物種演化的關鍵基因和調控路徑。

二、植物研究：從經濟作物到模式生物
 

對于野生花葉大麻這類重要經濟作物，其泛基因組研究需要解析大麻素合酶的馴化機制。科研團隊利用 Blue Pippin 的 U1 High Pass 30-40 kb cassette，篩選出 DNA 樣本中的 60-90 kb 的長片段，進行PacBio CLR 測序構建了高質量泛基因組，最終明確了馴化過程中大麻素合酶的變異規律，為大麻的定向育種提供了理論支撐；而在模式植物擬南芥的新棲息地定植研究中，德國馬普研究所的團隊通過 Blue Pippin 篩選 > 30 kb 的 DNA 片段，結合 GridION X5 測序組裝出 4 個擬南芥品系的完整基因組，揭示了 “主要效應突變驅動 DNA 甲基化變異” 的新機制，為植物適應性進化研究提供了新視角。

在甘藍屬植物的全著絲粒圖譜研究中（北京大學團隊），Blue Pippin既為 PacBio SMRTbell 文庫篩選 15 kb 以上片段并去除短片段干擾，又為 ONT 超長文庫提供長片段支撐，助力團隊構建了甘藍屬植物的全著絲粒圖譜，解析了著絲粒的動態進化規律，填補了十字花科植物染色體進化研究的空白。

三、微生物研究：破解宿主適應與毒素調控難題
 

植物致病真菌Austropuccinia psidii（引起銹病的廣譜病原菌）的宿主適應機制研究中，由于這種病原菌的基因組復雜性，需要用長片段測序才能解析毒力基因。科研團隊通過 Blue Pippin 設定 40 kb + 的高篩選閾值，配合 SQK-LSK114 試劑盒構建 ONT 文庫，最終明確了該真菌廣譜宿主適應的基因組進化特征。在中國農業大學對黃萎鐮刀菌（Fusarium verticillioides） 的研究中，Blue Pippin 既為 Illumina 文庫篩選 400 bp 的標準片段，又為 ONT 文庫篩選大分子量 DNA。最終研究發現 “鐮刀菌小染色體能負向調節致癌伏馬菌素的生物合成”，為玉米病害的綠色防控找到了新的靶點。。

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環亞生物科技有限公司作為美國Sage Science公司DNA片段回收系列產品在中國區的獨家代理商，自2011年以來將Sage Science的產品線引入國內，一直為國內用戶提供專業的全自動核酸片段回收系統的安裝測試、應用培訓，技術支持與售后維護工作，贏得客戶的一致好評與信任。環亞生物科技有限公司將一如既往地支持越來越多的Sage Science用戶。

 

1	Zhang, Lu, et al. "Achieving Chromosome-Level Genome Assembly of Onychostoma macrolepis with PacBio Sequencing and Hi-C Technologies." Scientific Data 12.1 (2025): 1410.
2	Luo, Zhenyan, et al. "Host adaptation and genome evolution of the broad host range fungal rust pathogen, Austropuccinia psidii." bioRxiv (2025): 2025-05.
3	Lynch, Ryan C., et al. "Domesticated cannabinoid synthases amid a wild mosaic cannabis pangenome." Nature (2025): 1-10.
4	Garg, Kritika M., et al. "Hybrid genome assembly of the widespread bat Rhinolophus lepidus provides insights into susceptibility to SARS-CoV-2 infection and climate change threat." DNA Research 32.3 (2025): dsaf015.
5	Bailey, Sarah, et al. "Assembly of female and male hihi genomes (stitchbird; Notiomystis cincta) enables characterization of the W chromosome and resources for conservation genomics." Molecular ecology resources 25.5 (2025): e13823.
6	Li, Kexin, et al. "Host genomic convergence, rather than gut microbiome convergence, underlies the convergent evolution of subterranean adaptation in mammals." Cell Reports 44.8 (2025).
7	Zicola, Johan, et al. "Major effect mutations drive DNA methylation variation after colonization of a novel habitat." bioRxiv (2025): 2025-06.
8	Ren, Li, et al. "Genomes reveal pervasive distant hybridization in nature among cyprinid fishes." GigaScience 14 (2025): giae117.
9	Lyu, Tianshu, et al. "The Vulpes vulpes montana genome provides insights into high-altitude adaptation mechanisms of the Vulpes species." Communications Biology 8.1 (2025): 1070.
10	Li, Guangjun, et al. "The Fusarium verticillioides minichromosome negatively regulates the biosynthesis of carcinogenic fumonisins during maize infection." Cell Reports 44.8 (2025).
11	Chen, Weikai, et al. "Pan-centromere landscape and dynamic evolution in Brassica plants." Nature Plants (2025): 1-14.

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