基因组携带了个体的全部遗传信息，通过对基因组的分析，可以让我们认识什么的本质、了解生物的差异性以及不同生物进化和发展的历史。基因测序也就显得尤为重要，基因测序技术即获得目的DNA片段碱基排列顺序的技术，获得目的DNA片段的序列是进一步进行分子生物学研究和基因改造的基础。基因测序是从1954年Whitfeld等测定多聚核苷酸序列开始的，在随后的30多年时间里，测序技术从第一代到第三代，取得了相当大的发展，整个测序技术的发展历程如图1。
                                           第一代测序技术包括加减法、双脱氧核苷酸末端终止法、化学降解法、荧光自动测序技术、杂交测序技术等，其中1977年Sanger等提出“DNA双脱氧链末端终止测序”仍然是目前测序的金标准（图2）。一代测序的主要特点是合成终止测序，测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但测序成本高，通量低，严重影响了真正大规模的应用，因而并不是最理想的测序方法。例如在早期只有第一代测序技术之时，人类基因组计划耗资30亿美元才获得了大部分的人类基因组信息，这样高昂的成本显然不是常规科学研究所能够承受的。
                                                             第二代测序技术也叫高通量测序技术（NGS），其核心原则是边合成边测序。二代测序主要特点是一次能对几十万甚至几百万条DNA序列进行同时测定,使转录组测序及基因组深度测序变得高效、便捷,在保持高准确性的同时降低了测序成本,提高了测序的速度；但其测序的理论基础仍然建立在PCR扩增的基础之上，从而会引入PCR扩增带来的偏差，而且读长较短的缺点。现有的技术平台主要包括Illumina公司的Hiseq平台（图3）、Thermo fisher公司的Ion Torrent平台（图4）和华大MGISEQ平台（图5）。
                                                                                                                         由于二代测序存在一定弊端，业界发展出了单分子测序技术即三代测序技术。三代测序的主要特点是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，超长读长；但准确率相对较低，同时单分子测序成本较高，仪器昂贵。目前比较有代表性的三代测序平台公司分别是Pacific Biosciences(PacBio)、Oxford Nanopore和Helicos。PacBio SMRT技术基本原理：DNA聚合酶和模板结合，用4色荧光标记A,C,G,T这4种碱基（即是dNTP）。在碱基的配对阶段，不同的碱基加入，会发出不同的光，根据光的波长与峰值可判断进入的碱基类型（图6）。Oxford Nanopore技术基本原理：基于电信号，当DNA分子通过纳米孔时，它们使电荷发生变化，从而短暂地影响流过纳米孔的电流强度(每种碱基所影响的电流变化幅度是不同的)，最后高灵敏度的电子设备检测到这些变化从而鉴定所通过的碱基（图7）。Helicos的基因分析系统使用了一种高灵敏度的荧光探测仪直接对单链模板进行合成法测序（图8）。

                                                
随着测序技术的不断发展，从最初的30亿美元的人类基因组计划到今天的1000美元的二代测序获得基因组已经不是梦！未来基因测序技术发展方向是朝着更快的序列获取速度，更准确的碱基识别方式，更长的单条测序序列长度，更轻便的测序仪器平台，更简便的操作过程和更便宜的测序价格的方向发展的。


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