У 2021 годзе BMKGENE стаў сведкам 31 даследавання геному De Novo, паспяхова апублікаванага ў высокаўплывовых часопісах з агульным імпакт-фактарам больш за 320. 15 з артыкулаў былі напісаны ў суаўтарстве, 4 з іх былі ў суаўтарстве BMKGENE ў якасці першых аўтараў
Адразу пасля пачатку 2022 года ў часопісах «Natural Genetics» і «Molecular Plant» былі апублікаваны ўжо два навуковыя артыкулы адпаведна.Гэта: «Два розныя гаплатыпы з высокагетерозиготного геному лічы паказваюць на незалежныя падзеі прыручэння для ранніх і позніх гатункаў паспявання» (даследаванне геному лічы, праведзенае Каледжам садаводства Паўднёва-Кітайскага сельскагаспадарчага універсітэта і навуковымі супрацоўнікамі, апублікавана ў Natural Genetics. ), а таксама «Паслядоўнасці геному пяці відаў Sitopsis роду Aegilops і паходжанне B-субгенома поліплоіднай пшаніцы» (Геном пяці відаў Sitopsis, праведзены даследчай групай прафесара Бао Лю з Паўночна-Усходняга педагагічнага ўніверсітэта.).Мы таксама разгледзім гэтыя два артыкулы і падзелімся імі з нашымі чытачамі.
А цяпер давайце зірнем на выдатныя даследчыя артыкулы, апублікаваныя ў 2021 г. у суаўтарстве з BMK і нашымі сумеснымі прадпрыемствамі.
Геном раслін — прарывы ў вывучэнні некалькіх відаў.
1. Высакаякасная зборка геному падкрэслівае геномныя характарыстыкі жыта і важныя з аграномічнага пункту гледжання гены
Сумесная арганізацыя: Хэнаньскі сельскагаспадарчы універсітэт
Часопіс: натуральная генетыка
Імпакт-фактар: 38,31
У гэтым праекце секвенировали геном элітнага кітайскага гатунку жыта Weining.Сабраныя кантыгі (7,74 Гб) складаюць 98,47% меркаванага памеру геному (7,86 Гб), прычым 93,67% кантыгаў (7,25 Гб) прыпадае на сем храмасом.Паўтаральныя элементы складалі 90,31% сабранага геному.Далейшы аналіз асамблеі Вейнінга пралівае новае святло на геномныя дуплікацыі геномаў і іх уплыў на гены біясінтэзу крухмалу, фізічную арганізацыю складаных локусаў праламіну, асаблівасці экспрэсіі генаў, якія ляжаць у аснове прыкметы ранняга загалоўка, і меркаваныя храмасомныя вобласці і локусы, звязаныя з прыручэннем, у жыце.Гэтая паслядоўнасць геному абяцае паскорыць геномныя і селекцыйныя даследаванні жыта і звязаных з ім збожжавых культур.
2. Ружа без калючак: геномныя веды, звязаныя з адаптацыяй да вільготнасці
Сумесная арганізацыя: Інстытут батанікі Куньміна Кітайскай акадэміі навук
Часопіс: Нацыянальны навуковы агляд
Імпакт-фактар: 17,273
У рамках гэтага праекта былі сабраны ўзоры «Basye's Thornless» (BT, бескалючны гатунак Rosa wichuraiana), «Old Blush» (OB, генатып заснавальніка прыручэння руж), іх гібрыды F1 і BCF1.Для ідэнтыфікацыі генетычных элементаў, звязаных з развіццём калючак сцябла, быў створаны высакаякасны эталонны геном.Памер геному складае каля 530,6 Мб.Для праверкі якасці сабранага геному быў праведзены такі аналіз, як параўнанне генетычнай карты, паўторная зборка чытанняў BUSCO, NGS, параўнанне з гаплатыпам OB, кантроль базавага ўзроўню памылак секвенирования і праверка значэння індэкса зборкі LTR для ўсяго геному (LAI=20,03).Гэта даследаванне выявіла складаную мадэль спадчыннасці і рэгулятарны механізм калючак і дало нам аснову і новыя рэсурсы для вывучэння біялогіі руж і малекулярных маркераў, звязаных з важнымі прыкметамі.
3. Поўнагеномная паслядоўнасць сінтэзаваных алапаліплоідаў у Cucumis раскрывае ўяўленне аб эвалюцыі геному алапаліплоідызацыі
Сумесная арганізацыя: Нанкінскі сельскагаспадарчы універсітэт
Часопіс: Advanced Science
Імпакт-фактар: 16,801
Гэта даследаванне паказала высакаякасны геном сінтэтычнага алатэтраплоіда, атрыманага з дапамогай міжвідавай гібрыдызацыі агурка (C. sativus, 2n = 14) і яго дзікіх роднасных відаў (C. hystrix, 2n = 24) і наступнага дубліравання храмасом, якое з'яўляецца першым цалкам секвенированный сінтэтычны аллополиплоид.Пры зборцы геному быў ужыты працоўны працэс секвеніравання «PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina», што прывяло да памеру геному 530,8 Мб і кантыгана N50 = 6,5 Мб.Чытанне было прысвоена 19 псеўдахрамасомам і субгеномам.Вынікі паказалі, што гібрыдызацыя, а не дубляванне геному, выклікае большасць геномных змяненняў як у ядзерным, так і ў cp-геномах.Было выказана здагадка, што фіксаваная гетерозиготность забяспечвае C.×hytivus павышаную адаптацыю да стрэсу.Атрыманыя вынікі даюць новае ўяўленне аб эвалюцыі паліплаідыі раслін і прапануюць перспектыўную стратэгію селекцыі для будучых культур.
4.Параўнальны аналіз геному падкрэслівае транспазоннае пашырэнне геному і эвалюцыйную архітэктуру 3D-геномнага згортвання ў бавоўны
Сумесная арганізацыя: Сельскагаспадарчы універсітэт Хуачжун
Часопіс: Малекулярная біялогія і эвалюцыя
Імпакт-фактар: 16,242
У гэтым праекце выкарыстоўвалася Nanopore Sequencing для зборкі геному трох відаў бавоўны, а менавіта: Gossypium rotundifolium (K2, памер геному = 2,44Gb, contigN50 = 5,33Mb), G. arboreum (A2, памер геному = 1,62Gb, contigN50 = 11,69Mb) і G. raimondii (D5, памер геному = 0,75 Гб, contigN50 = 17,04 Гб).Больш за 99% усіх трох геномаў былі сабраны праз Hi-C.Вынікі аналізу BUSCO складаюць 92,5%, 93,9% і 95,4% адпаведна.Усе гэтыя лічбы сведчаць аб тым, што тры зборачныя геномы з'яўляюцца эталоннымі.Параўнальны аналіз геному задакументаваў дэталі ампліфікацыі TE, характэрнай для лініі, якая спрыяе вялікім адрозненням у памеры геному.Гэта даследаванне пралівае святло на ролю апасродкаванага транспазонам пашырэння геному ў эвалюцыі структуры храмаціну вышэйшага парадку ў раслін.
5. Храмасомная зборка і аналіз геному біямасы Miscanthus lutarioriparius
Сумесная арганізацыя: Цэнтр перадавога вопыту CAS у галіне малекулярных навук аб раслінах
Часопіс: Nature Communications
Імпакт-фактар: 14,912
Гэты праект паведаміў аб зборцы генома Miscanthus lutarioriparius у храмасомным маштабе шляхам спалучэння секвеніравання Oxford Nanopore і тэхналогій Hi-C.Зборка 2,07 Гб ахоплівае 96,64% геному з кантыгам N50 1,71 Мб.Каля 94,30% ад агульнай колькасці паслядоўнасцей былі замацаваны ў 19 псеўдахрамасомах.Праз параўнанне з паслядоўнасцю BAC, ацэнку LAI, ацэнку BUSCO, паўторную зборку з дадзенымі NGS, паўторную зборку дадзеных транскрыптому, геном быў ацэнены як высокая якасць і бесперапыннасць.Алатэтраплоіднае паходжанне M. lutarioriparius пацверджана з дапамогай цэнтрамерных сатэлітных паўтораў.Тандэмныя дублікаты генаў M. lutarioriparius функцыянальна ўзбагачаны не толькі з пункту гледжання рэакцыі на стрэс, але і біясінтэзу клеткавай сценкі.Верагодна, дублікаты генаў гуляюць пэўную ролю ў фотасінтэзе С4 і спрыяюць фотасінтэзу С4 міскантуса пры нізкай тэмпературы.Даследаванне дало важны арыенцір для вывучэння шматгадовых раслін.
6. Зборка геному Camptotheca acuminata на ўзроўні храмасом дазваляе зразумець эвалюцыйнае паходжанне біясінтэзу камптатэцыну
Сумесная арганізацыя: універсітэт Сычуань
Часопіс: Nature Communications
Імпакт-фактар: 14,912
Гэты праект паведаміў аб высакаякаснай зборцы геному C. acuminata на ўзроўні храмасом з памерам геному 414,95 Мб і кантынгентам N50 1,47 Мб.Мы выявілі, што C. acuminata мае незалежнае дубляванне ўсяго геному, і шматлікія гены, атрыманыя ад яго, звязаны з біясінтэзам камптатэцыну.Такім чынам, функцыянальная дывергенцыя гена LAMT і станоўчая эвалюцыя двух генаў SLAS унеслі вялікі ўклад у біясінтэз камптатэцыну ў C. acuminata.Вынікі падкрэслілі важнасць якаснай зборкі геному для ідэнтыфікацыі генетычных змяненняў у эвалюцыйным паходжанні другаснага метабаліту.
7. Вызначаны алелямі геном выяўляе двухалельную дыферэнцыяцыю падчас эвалюцыі маніёкі
Сумесная арганізацыя: Кітайская акадэмія трапічных сельскагаспадарчых навук
Часопіс: Малекулярная расліна
Імпакт-фактар: 13,162
Гэты праект сабраў эталонны геном маніёкі з contigN50 1,1 Мб з выкарыстаннем платформы секвенирования Pacific Biosciences (PacBio).Пасля ацэнкі з дапамогай BUSCO, індэкса LAI і генетычнай карты высокай шчыльнасці сабраны геном пацвярджаецца як эталонны.Лішнія рэгіёны былі ідэнтыфікаваныя, і кантыгі былі замацаваны на 18 псеўдахрамасомах з дапамогай звёнаў Hi-C.Гэты высакаякасны і вызначаны па алелях эталонны геном маніёкі з'яўляецца каштоўным для ідэнтыфікацыі разбежных бі-алеляў у гамалагічных храмасомах, што дазваляе даследаваць дыферэнцыяцыю і дамінаванне экспрэсіі бі-алеляў і іх асноўныя эвалюцыйныя рухаючыя сілы.Гэта спрыяла ўкараненню інавацыйных стратэгій селекцыі маніёкі і іншых вельмі гетэразіготных культур.
8. Геномныя ўяўленні аб хуткім росце паўлаўніі і фарміраванні ведзьмінай мятлы паўлаўніі
Сумесная арганізацыя: Хэнаньскі сельскагаспадарчы ўніверсітэт
Часопіс: Малекулярная расліна
Імпакт-фактар: 13,162
У рамках гэтага праекта быў сабраны высакаякасны ядзерны геном Paulownia fortunei памерам 511,6 Мб, прычым 93,2% паслядоўнасцей былі замацаваны на 20 псеўдахрамасомах.Больш высокая эфектыўнасць фотасінтэзу дасягаецца за кошт інтэграцыі фотасінтэзу C3 і метабалізму кіслаты крассуліі, што, магчыма, спрыяла надзвычай хуткаму росту дрэў паўлоўніі.Дадатковае секвеніраванне геному фітаплазмы PaWB у спалучэнні з функцыянальным аналізам паказала, што эфектар PaWB-SAP54 непасрэдна ўзаемадзейнічае з PfSPLa Paulownia, што, у сваю чаргу, выклікае дэградацыю PfSPLa шляхам убіквітыну і прыводзіць да адукацыі ведзьмінай мятлы.Дадзеныя дазволілі зразумець біялогію паўлаўніі і рэгулятарны механізм фарміравання PaWB.
Геном жывёл - Глыбокае разуменне эвалюцыі відаў
1. Геном Nautilus pompilius асвятляе эвалюцыю вачэй і біямінералізацыю
Сумесная арганізацыя: Інстытут акіяналогіі Паўднёва-Кітайскага мора, CAS
Часопіс: натуральная экалогія і эвалюцыя
Імпакт-фактар: 15,462
Гэты праект прадставіў поўны геном Nautilus pompilius.Ён мае мінімалістычны геном сярод секвенаваных галаваногіх малюскаў, які складае 730,58 Мб з contigN50 = 1,1 Мб.Вынік ацэнкі BUSCO - 91,31%.У спалучэнні з транскрыптомам, пратэомам, сямействам генаў і філагенетычным аналізам гэты геном даў фундаментальную даведку аб інавацыях галаваногіх малюскаў, такіх як вока-кропка і біямінералізацыя.Даследаванне паказала, што пашкоджанне паўнаты кластара генаў Hox можа быць звязана са знікненнем ракавіны малюскаў.Важна адзначыць, што шматлікія геномныя інавацыі, у тым ліку страты генаў, незалежнае скарачэнне і пашырэнне пэўных сямействаў генаў і звязаных з імі рэгулятарных сетак, верагодна, сфармавалі эвалюцыю вока-пінхола наўтылуса.Геном наўтылуса з'яўляецца каштоўным рэсурсам для рэканструкцыі эвалюцыйных сцэнарыяў і геномных інавацый, якія фармуюць існуючых галаваногіх малюскаў.
2. Аналіз геному Seadragon дазваляе зразумець яго фенатып і локус вызначэння полу
Сумесная арганізацыя: Інстытут акіяналогіі Паўднёва-Кітайскага мора, CAS
Часопіс: Дасягненні навукі
Імпакт-фактар: 14,132
Гэты праект de novo секвеніраваў геномы мужчынскіх і жаночых асобін звычайнага марскога дракона (Phyllopteryx taeniolatus) і яго блізкароднаснага віду, рыбы-алігатара (Syngnathoides biaculeatus).Памер геному Phyllopteryx taeniolatus складае ~659 Mb（♂） і ~663 Mb（♀）, з contigN50 10,0Mb і 12,1mb.памер геному Phyllopteryx taeniolatus складае 637 Mb（♂） і ~648 Mb（♀）, з contigN50 18,0Mb і 21,0Mb.Згодна з філагенетычным аналізам, звычайны марскі дракон і алігатар - сястрынскі таксон Syngnathinae і разышліся каля 27,3 млн гадоў таму.Профілі транскрыпцыі з эвалюцыйнай навінкі, лістападобных прыдаткаў, паказваюць, што набор генаў, якія звычайна ўдзельнічаюць у развіцці плаўнікоў, быў кааптаваны, а таксама ўзбагачэнне транскрыптаў для патэнцыйнага аднаўлення тканін і генаў імуннай абароны.Быў ідэнтыфікаваны меркаваны вызначальны пол локус, які кадуе спецыфічны для самца ген amhr2y, агульны для звычайнага марскога дракона і алігатара.Гэты праект даў важныя доказы для даследаванняў адаптыўнай эвалюцыі.
Час публікацыі: 19 верасня 2022 г