"我这个项目该用什么测序平台?"是立项时最常被问到的问题。选错平台轻则浪费预算,重则拿到的数据根本回答不了科学问题。三大主流平台各有所长,关键是把科学需求和平台特性对上。
核心差异:短读长 vs 长读长
最根本的分野是读长。Illumina 是短读长(一般 150 bp 双端),Nanopore 和 PacBio 是长读长(数千到上百万 bp)。读长决定了能不能跨过基因组里的重复区、能不能读穿一条完整转录本——这往往比单纯的准确率更影响结论。
Illumina(短读长)
- 优势:单碱基准确率高(约 99.9%)、通量大、单碱基成本最低、生态最成熟;
- 短板:读长短,难以解析高重复区和复杂结构变异,转录本只能靠拼接推断;
- 适合:全基因组/外显子组重测序、变异检测(SNP/Indel)、bulk RNA-seq 差异表达、单细胞、表观(ChIP/ATAC/甲基化)等绝大多数"有参考基因组、看丰度和变异"的场景。
Oxford Nanopore(长读长)
- 优势:读长超长(可达 Mb 级)、实时出数据、设备便携(MinION)、可直接检测碱基修饰(如甲基化)而无需亚硫酸盐处理;
- 短板:单分子原始准确率历来低于 Illumina(近年随化学和算法升级已大幅提升至 Q20+),homopolymer 区仍需注意;
- 适合:de novo 基因组组装、结构变异检测、全长转录本、宏基因组、现场快速检测。
PacBio HiFi(长读长 + 高准确率)
- 优势:通过 CCS(环形一致性测序)在保持长读长(10–25 kb)的同时把准确率做到约 99.9%,兼顾长度与精度;
- 短板:单位数据成本高于 Illumina,通量相对有限;
- 适合:高质量参考基因组组装、全长转录本测序(Iso-Seq)、复杂区域与罕见变异、单倍型分型。
怎么选:按需求倒推
· 有参考基因组、做变异/表达/单细胞 → Illumina
· 从头组装一个高质量基因组 → PacBio HiFi(+ Hi-C 挂载),预算紧张可 Nanopore 长读长打底 + Illumina 纠错
· 结构变异、全长转录本、甲基化原位检测 → 长读长(Nanopore / PacBio)
· 现场、快速、便携 → Nanopore
实际项目里"混合策略"非常常见:长读长负责骨架与复杂区,短读长负责高准确度纠错与定量,Hi-C 负责染色体级挂载。把不同平台的长处叠加,往往比死磕单一平台更划算。
别忽略的几个现实因素
- 样本量与 DNA 质量:长读长对高分子量、完整 DNA 要求高,降解样本更适合短读长;
- 预算与通量的平衡:同样的钱,短读长能覆盖更多样本、更高深度;
- 下游分析配套:平台决定了后续用什么分析流程,立项时就该把分析方案一起想清楚,而不是拿到数据再发愁。
测序平台选型本质是实验设计问题,应该在花钱之前就和生信团队一起敲定。如果你正在立项,不确定该用哪种平台、测多深、配什么分析,欢迎把项目背景告诉我们,一起把方案定下来。