L'any 2021, BMKGENE va presenciar 31 investigacions sobre el genoma de novo publicades amb èxit en revistes d'alt impacte amb factors d'impacte totals superiors a 320. 15 dels articles van ser coautors, 4 d'ells van ser coautors com a primers autors per BMKGENE.
Just després de principis de l'any 2022, ja s'han publicat dos articles de recerca a les revistes "Natural Genetics" i "Molecular Plant" respectivament.Són: "Dos haplotips divergents d'un genoma de litxi altament heterozigot suggereixen esdeveniments de domesticació independents per a cultivars de maduració primerenca i tardana" (Investigació del genoma de Lychee, realitzada pel College of Horticulture, South China Agricultural University i col·laboradors científics, publicada a Natural Genetics. ), i "Seqüències del genoma de les cinc espècies de Sitopsis d'Aegilops i l'origen del subgenoma B del blat poliploide" (Genoma de cinc espècies de Sitopsis, realitzat per l'equip d'investigació del professor Bao Liu de la Northeast Normal University.).També revisarem aquests dos articles i els compartirem amb els nostres lectors.
Ara, donem un cop d'ull als excel·lents articles de recerca publicats el 2021 en coautor per BMK i les nostres instal·lacions col·laborades.
Genoma vegetal: avenços en múltiples espècies.
1. Un conjunt de genoma d'alta qualitat destaca les característiques genòmiques del sègol i els gens importants agronòmicament
Instal·lació col·laborada: Universitat Agrícola de Henan
Revista: Genètica Natural
Factor d'impacte: 38,31
En aquest projecte, es va seqüenciar el genoma del sègol Weining, una varietat d'elit de sègol xinesa.Els contigs muntats (7,74 Gb) representaven el 98,47% de la mida estimada del genoma (7,86 Gb), amb el 93,67% dels contigs (7,25 Gb) assignats a set cromosomes.Els elements repetitius constituïen el 90,31% del genoma muntat.Anàlisis posteriors del conjunt de Weining aporten una nova llum sobre les duplicacions de gens a tot el genoma i el seu impacte en els gens de la biosíntesi del midó, l'organització física dels loci complexos de la prolamina, les característiques d'expressió gènica subjacents al tret d'encapçalament primerenc i les regions cromosòmiques associades a la domesticació putativa i els loci del sègol.Aquesta seqüència del genoma promet accelerar els estudis genòmics i de millora en cultius de sègol i cereals relacionats.
2.Rosa sense espina: coneixements genòmics relacionats amb l'adaptació a la humitat
Instal·lació col·laborada: Institut de Botànica de Kunming, Acadèmia Xinesa de Ciències
Revista: National Science Review
Factor d'impacte: 17.273
En aquest projecte, es van recollir mostres de 'Basye's Thornless' (BT, un conreu sense espina de Rosa wichuraiana), 'Old Blush' (OB, un genotip fundador en la domesticació de roses), els seus híbrids F1 i BCF1.A més, es va generar un conjunt de genoma de referència d'alta qualitat per identificar elements genètics relacionats amb el desenvolupament de la tija.La mida del genoma és d'uns 530,6 Mb.Per verificar la qualitat del genoma muntat, es van realitzar anàlisis com la comparació del mapa genètic, el remuntatge de lectures BUSCO, NGS, la comparació amb l'haplotip OB, el control de la taxa d'error de base de seqüenciació i la comprovació del valor de l'índex de muntatge LTR a tot el genoma (LAI = 20, 03).Aquesta investigació revela el complex patró d'herència i el mecanisme regulador de les punxes de la tija i ens va proporcionar una base i nous recursos per estudiar la biologia de les roses i els marcadors moleculars de mines associats a trets importants.
3. La seqüència de tot el genoma d'al·lopoliploides sintetitzats a Cucumis revela coneixements sobre l'evolució del genoma de l'al·lopoliploidització
Instal·lació col·laborada: Universitat Agrícola de Nanjing
Revista: Advanced Science
Factor d'impacte: 16.801
Aquest estudi va informar del genoma d'alta qualitat d'un alotetraploide sintètic obtingut mitjançant la hibridació interespecífica entre el cogombre (C. sativus, 2n = 14) i les seves espècies relatives silvestres (C. hystrix, 2n = 24) i la posterior duplicació cromosòmica, que és la primera. al·lopoliploide sintètic totalment seqüenciat.El muntatge del genoma va aplicar el flux de treball de la seqüenciació "PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina", va donar lloc a una mida del genoma de 530,8 Mb i contig N50 = 6,5 Mb.Les lectures es van assignar a 19 pseudocromosomes i subgenomes.Els resultats van indicar que la hibridació, més que la duplicació del genoma, provoca la majoria dels canvis genòmics tant en els genomes nuclears com en els genomes cp.Va suggerir que l'heterozigositat fixa proporciona a C.×hytivus una major adaptació a l'estrès.Els resultats proporcionen noves idees sobre l'evolució de la poliploïdia de les plantes i ofereixen una estratègia de millora prospectiva per a futurs cultius.
4. Les anàlisis comparatives del genoma destaquen l'expansió del genoma mediada per transposons i l'arquitectura evolutiva del plegament genòmic en 3D en cotó
Instal·lació col·laborada: Universitat Agrícola de Huazhong
Revista: Biologia Molecular i Evolució
Factor d'impacte: 16.242
Aquest projecte va utilitzar Nanopore Sequencing per muntar el genoma de tres espècies de cotó, a saber: Gossypium rotundifolium (K2, mida del genoma = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, mida del genoma = 1,62 Gb, contigN50 = 1), i 1. G. raimondii (D5, mida del genoma = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Més del 99% dels tres genomes es van reunir mitjançant Hi-C.Els resultats de l'anàlisi BUSCO són del 92,5%, 93,9% i 95,4% respectivament.Tots aquests números indicaven que els tres genomes d'assemblatge són de referència.Les anàlisis comparatives del genoma van documentar els detalls de l'amplificació TE específica del llinatge que contribueix a les grans diferències de mida del genoma.Aquest estudi posa de manifest el paper de l'expansió del genoma mediada per transposons en l'evolució de l'estructura de la cromatina d'ordre superior a les plantes.
5. Muntatge i anàlisi a escala cromosòmica del genoma de Miscanthus lutarioriparius del cultiu de biomassa
Instal·lació col·laborada: CAS Center for Excellence in molecular Plant Sciences
Revista: Nature Communications
Factor d'impacte: 14.912
Aquest projecte va informar d'un muntatge a escala cromosòmica del genoma de Miscanthus lutarioriparius combinant la seqüenciació d'Oxford Nanopore i les tecnologies Hi-C.El conjunt de 2,07 Gb cobreix el 96,64% del genoma, amb un contig N50 d'1,71 Mb.Al voltant del 94,30% del total de seqüències estaven ancorades en 19 pseudocromosomes.Mitjançant la comparació amb la seqüència BAC, l'avaluació LAI, l'avaluació BUSCO, el remuntatge amb dades NGS, el remuntatge de dades del transcriptoma, el genoma es va avaluar com a d'alta qualitat i continuïtat.L'origen alotetraploide de M. lutarioriparius es confirma mitjançant repeticions de satèl·lit centromèrics.Els gens duplicats en tàndem de M. lutarioriparius s'enriqueixen funcionalment no només en termes relacionats amb la resposta a l'estrès, sinó també en la biosíntesi de la paret cel·lular.Els duplicats de gens probablement tenen un paper en la fotosíntesi C4 i contribueixen a la fotosíntesi de Miscanthus C4 a baixa temperatura.La investigació va proporcionar una referència important per estudiar les plantes perennes.
6. Un conjunt del genoma de Camptotheca acuminata a nivell de cromosoma proporciona informació sobre l'origen evolutiu de la biosíntesi de la camptotecina
Instal·lació col·laborada: Universitat de Sichuan
Revista: Nature Communications
Factor d'impacte: 14.912
Aquest projecte va informar d'un conjunt de genoma de C. acuminata d'alta qualitat, a nivell cromosòmic, amb una mida del genoma de 414,95 Mb i N50 contingent d'1,47 Mb.Vam trobar que C. acuminata experimenta una duplicació independent de tot el genoma i nombrosos gens que se'n deriven estan relacionats amb la biosíntesi de camptotecina.La divergència funcional del gen LAMT i l'evolució positiva de dos gens SLAS, per tant, van contribuir molt a la biosíntesi de camptotecina a C. acuminata.Els resultats van emfatitzar la importància de l'assemblatge del genoma d'alta qualitat per identificar els canvis genètics en l'origen evolutiu d'un metabòlit secundari.
7.El genoma definit per al·lel revela una diferenciació bial·lèlica durant l'evolució de la mandioca
Instal·lació col·laborada: Acadèmia Xinesa de Ciències Agrícoles Tropicals
Revista: Planta Molecular
Factor d'impacte: 13.162
Aquest projecte va reunir un genoma de referència per a la mandioca amb contigN50 1,1 Mb mitjançant la plataforma de seqüenciació Pacific Biosciences (PacBio).Després de l'avaluació per BUSCO, índex LAI i mapa genètic d'alta densitat, el genoma muntat es confirma com a grau de referència.Es van identificar les regions redundants i els contigs es van ancorar a 18 pseudocromosomes mitjançant enllaços Hi-C.Aquest genoma de referència d'alta qualitat i definit per al·lels per a la mandioca és valuós per identificar bial·lels divergents en cromosomes homòlegs, permetent explorar la diferenciació i el domini de l'expressió dels bial·lels i les seves forces impulsores evolutives subjacents.Va facilitar estratègies de millora innovadores en mandioca i altres cultius altament heterozigots.
8. Perspectives genòmiques sobre el ràpid creixement de les paulownies i la formació de l'escombra de bruixes de Paulownia
Instal·lació col·laborada: Universitat Agrícola de Henan
Revista: Planta Molecular
Factor d'impacte: 13.162
Aquest projecte va reunir un genoma nuclear d'alta qualitat de Paulownia fortunei, de 511,6 Mb de mida, amb el 93,2% de les seqüències ancorades a 20 pseudocromosomes.S'aconsegueix una major eficiència fotosintètica mitjançant la integració de la fotosíntesi C3 i la via del metabolisme de l'àcid crassulacean, que pot haver contribuït a l'hàbit de creixement extremadament ràpid dels arbres de paulownia.La seqüenciació addicional del genoma del fitoplasma PaWB, combinada amb anàlisis funcionals, va indicar que l'efector PaWB-SAP54 interacciona directament amb Paulownia PfSPLa, que al seu torn provoca la degradació de PfSPLa per la via mediada per la ubiquitina i condueix a la formació d'escombra de bruixes.Les dades van proporcionar informació significativa sobre la biologia de les paulownies i el mecanisme regulador per a la formació de PaWB.
Genoma animal: coneixements profunds de l'evolució de les espècies
1.El genoma de Nautilus pompilius il·lumina l'evolució ocular i la biomineralització
Instal·lació col·laborada: Institut d'Oceanologia del Mar de la Xina Meridional, CAS
Revista: Natural Ecology & evolution
Factor d'impacte: 15.462
Aquest projecte va presentar un genoma complet de Nautilus pompilius.Té el genoma minimalista entre els cefalòpodes seqüenciats, que és de 730,58 Mb amb contigN50 = 1,1 Mb.El resultat de l'avaluació BUSCO és del 91,31%.Combinat amb el transcriptoma, el proteoma, la família de gens i l'anàlisi filogenètica, aquest genoma va proporcionar una referència fonamental sobre les innovacions de cefalòpodes, com ara l'ull estenopeït i la biomineralització.La investigació va indicar que els danys a la totalitat del clúster del gen Hox podrien estar relacionats amb la desaparició de la closca dels mol·luscs.És important destacar que les múltiples innovacions genòmiques, incloses les pèrdues de gens, la contracció independent i l'expansió de famílies de gens específiques i les seves xarxes reguladores associades, probablement van modelar l'evolució de l'ull del forat del nautilus.El genoma del nautilus va constituir un recurs valuós per reconstruir els escenaris evolutius i les innovacions genòmiques que donen forma als cefalòpodes existents.
2. L'anàlisi del genoma de Seadragon proporciona informació sobre el seu fenotip i el lloc de determinació del sexe
Instal·lació col·laborada: Institut d'Oceanologia del Mar de la Xina Meridional, CAS
Revista: Science Advances
Factor d'impacte: 14.132
Aquest projecte va seqüenciar de nou genomes masculins i femenins del drac de mar comú (Phyllopteryx taeniolatus) i de la seva espècie estretament relacionada, el peix pipa caiman (Syngnathoides biaculeatus).La mida del genoma de Phyllopteryx taeniolatus és de ~ 659 Mb (♂) i ~ 663 Mb (♀), amb contigN50 de 10,0 Mb i 12,1 MB.la mida del genoma de Phyllopteryx taeniolatus és de 637 Mb（♂）i ~648 Mb（♀）, amb contigN50 de 18,0Mb i 21,0Mb.Mitjançant l'anàlisi filogenètica, el drac de mar comú i el peix pipa caiman són tàxons germans de Syngnathinae i van divergir fa uns 27,3 Ma.Els perfils de transcripció d'una novetat evolutiva, els apèndixs semblants a les fulles, mostren que s'han cooptat un conjunt de gens implicats normalment en el desenvolupament de les aletes, així com un enriquiment de transcripcions per a la reparació de teixits potencials i gens de defensa immune.Es va identificar un locus putatiu que determina el sexe que codifica un gen amhr2y específic per a masculí compartit pel drac de mar i el peix pipa caiman.Aquest projecte va proporcionar proves crítiques per als estudis d'evolució adaptativa.
Hora de publicació: 19-set-2022