传染性疾病和遗传性疾病严重威胁人类健康,病原微生物全基因组的解析及遗传性疾病致病或易感基因的定位有助于致病机理的阐明和疾病的最终防治。本研究借助第二代高通量测序全面解析了乙肝病毒(HBV)全基因组准种组成图谱,并定位一个Berker型肌营养不良(BMD)和一个痉挛性截瘫(HSP)家系的致病突变,为相关疾病的临床诊断和治疗提供分子依据。HBV由于复制过程缺乏校对功能,在宿主体内形成准种,病毒准种的组成决定抗病毒治疗的效果和肝病临床进展,但目前仍没有HBV全基因组准种组成全貌的研究。我们利用焦磷酸高通量测序研究了17个重症的肝癌、肝硬化患者和30个轻症肝病患者体内病毒准种图谱,内参序列分析显示我们的测序体系有较高的准确度,两组的测序深度平均达到1952×和643×,揭示了比以往的研究更复杂的准种组成。本研究首次发现病毒突变在准种中所占比例呈现U型分布,大部分集中在大于80%或小于20%,而且重症样本含有更多的低频突变。另外,两组间突变频率的定量比较揭示了9个与肝病进展相关的病毒突变,其中C2288A/T、C2304A和A/G2525C/T为新的重症相关候选突变位点,HBV的preS、X和C基因区域的缺失形式在两组间也有明显差异。综上所述我们首次获得病毒感染初期和肝病进展终末期时病毒突变的全貌,两组突变图谱的比较揭示了肝病进展过程中准种的进化及与肝病进展相关的候选突变。BMD是儿童最常见的X连锁隐性遗传的神经肌肉疾病,我们在一个BMD家系的患者及一未到发病年龄个体的DMD基因上同时发现45-53号外显子缺失和11号外显子的一个未报道的错义突变。断点精确定位显示330kb的缺失断点处有一9bp的插入序列,而且这9bp可完全匹配到缺失中间的一段序列上,推测其可能通过末端连接时短核苷酸的捕获形成。412例正常样本的分型表明两例女性样本在11号外显子的点突变处为杂合(0.49%),未发现男性突变样本,此点突变对疾病的贡献需要进一步研究。HSP是一类主要由皮质脊髓束受损引起的神经退行性疾病,具有很高的临床异质性和遗传异质性。HSP家系已知致病基因的筛查未发现致病突变,基于全基因组分型芯片的连锁分析显示无明显连锁信号。我们对两例样本进行了外显子组测序并结合家系同代三个患者的遗传结构,在患者相同的基因组区域内最终定位了一个候选的致病基因SERPINA7。多物种比对显示候选致病位点有较高的保守性,并且430例正常样本的分型结果显示此位点无突变。SERPINA7编码的TBG是血液中甲状腺激素的主要载体,可以与HSP已知的致病基因SLC16A2编码的MCT8相互作用,MCT8是甲状腺激素的跨膜载体。候选致病突变导致位于TBG表面的413位氨基酸产生极性及亲水性的变化,推测其可能阻碍TBG与MCT8的相互作用,影响细胞甲状腺激素的吸收从而导致HSP。由于斑马鱼中存在SERPINA7的同源基因,并且序列与SERPINA7的相似性达60%,后期我们拟通过斑马鱼模型对SERPINA7的致病性进行验证。