I 2021 var BMKGENE vidne til 31 De novo-genomforskning, der med succes blev publiceret i tidsskrifter med stor gennemslagskraft med samlede indvirkningsfaktorer over 320. 15 af artiklerne var medforfattet, 4 af dem var medforfattet som de første forfattere af BMKGENE
Lige efter begyndelsen af år 2022 er der allerede publiceret to forskningsartikler i tidsskriftet "Natural Genetics" og "Molecular Plant".De er, "To divergerende haplotyper fra et meget heterozygot litchi-genom tyder på uafhængige domesticeringsbegivenheder for tidlige og sent modne kultivarer" (Lychee-genomforskning, udført af College of Horticulture, South China Agricultural University og videnskabelige samarbejdspartnere, offentliggjort på Natural Genetics. ), og "Genomsekvenser af de fem Sitopsis-arter af Aegilops og oprindelsen af polyploid hvede B-subgenom" (Fem Sitopsis-arters genom, udført af professor Bao Lius forskerhold fra Northeast Normal University.).Vi vil også gennemgå disse to artikler og dele med vores læsere.
Lad os nu tage et blik på de fremragende forskningsartikler publiceret i 2021, medforfattet af BMK og vores samarbejdede faciliteter.
Plantegenom — Gennembrud på multi-arter.
1. En genomsamling af høj kvalitet fremhæver ruggenomiske egenskaber og agronomisk vigtige gener
Samarbejdet facilitet: Henan Agricultural University
Tidsskrift: Natural Genetics
Impact Factor: 38,31
I dette projekt blev genomet af Weining rug, en elite kinesisk rugsort, sekventeret.De samlede contigs (7,74 Gb) tegnede sig for 98,47% af den estimerede genomstørrelse (7,86 Gb), med 93,67% af contigs (7,25 Gb) tildelt syv kromosomer.Gentagne elementer udgjorde 90,31% af det samlede genom.Yderligere analyser af Weining-samlingen kaster nyt lys over genom-brede genduplikationer og deres indvirkning på stivelsesbiosyntese-gener, fysisk organisering af komplekse prolamin-loci, genekspressionstræk, der ligger til grund for tidlig overskriftsegenskab og formodede domesticerings-associerede kromosomale regioner og loci i rug.Denne genomsekvens lover at fremskynde genomiske undersøgelser og avlsundersøgelser i rug og beslægtede kornafgrøder.
2. Rose uden prikle: genomisk indsigt forbundet med fugttilpasning
Samarbejdet facilitet: Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences
Tidsskrift: National Science Review
Impact Factor: 17.273
I dette projekt blev prøver af 'Basye's Thornless' (BT, en priklefri kultivar af Rosa wichuraiana), 'Old Blush' (OB, en grundlæggergenotype inden for rosendomestisering), deres F1-hybrider og BCF1 indsamlet.Og en referencegenomsamling af høj kvalitet blev genereret for at identificere genetiske elementer relateret til udvikling af stamprickle.Genomstørrelsen er omkring 530,6 Mb.For at verificere kvaliteten af det samlede genom blev der udført analyse som genetisk kortsammenligning, BUSCO, NGS-læser gensamling, sammenligning med OB-haplotype, sekventeringsbasefejlhastighedskontrol og genom-dækkende LTR-samlingsindeksværdikontrol (LAI=20,03).Denne forskning afslører det komplekse arvemønster og reguleringsmekanisme af stængler og gav os et fundament og nye ressourcer til at studere rosens biologi og mine molekylære markører forbundet med vigtige egenskaber.
3. Helgenomsekvens af syntetiserede allopolyploider i Cucumis afslører indsigt i genomudviklingen af allopolyploidisering
Samarbejdet facilitet: Nanjing Agricultural University
Tidsskrift: Advanced Science
Impact Factor: 16.801
Denne undersøgelse rapporterede højkvalitetsgenomet af et syntetisk allotetraploid opnået ved hjælp af interspecifik hybridisering mellem agurk (C. sativus, 2n = 14) og dens vilde slægtninge (C. hystrix, 2n = 24) og efterfølgende kromosomduplikation, som er den første fuldt sekventeret syntetisk allopolyploid.Samlingen af genomet anvendte arbejdsgangen "PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina"-sekventering, resulterede i en genomstørrelse på 530,8 Mb og contig N50 = 6,5 Mb.Aflæsninger blev tildelt 19 pseudochromosomer og subgenomer.Resultaterne indikerede, at hybridisering, snarere end genomduplikation, forårsager størstedelen af genomiske ændringer i både nuklear- og cp-genomer.Det antydede, at den faste heterozygositet giver C.×hytivus øget stresstilpasning.Resultaterne giver ny indsigt i plantepolyploidiudvikling og tilbyder en fremtidig forædlingsstrategi for fremtidige afgrøder.
4. Sammenlignende genomanalyser fremhæver transposonmedieret genomudvidelse og den evolutionære arkitektur af 3D genomisk foldning i bomuld
Samarbejdet facilitet: Huazhong Agricultural University
Tidsskrift: Molekylær biologi og evolution
Impact Factor: 16.242
Dette projekt brugte Nanopore Sequencing til at samle genomet fra tre bomuldsarter, nemlig: Gossypium rotundifolium (K2, genomstørrelse = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, genomstørrelse = 1,62 Gb, contigN50 = 1,62 Gb, contigN50 = 1,69 M). G. raimondii (D5, genomstørrelse = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Over 99% af alle tre genomer blev samlet gennem Hi-C.Resultaterne af BUSCO-analyse er henholdsvis 92,5 %, 93,9 % og 95,4 %.Alle disse tal indikerede, at de tre samlingsgenomer er referencekvalitet.Sammenlignende genomanalyser dokumenterede detaljerne i afstamningsspecifik TE-amplifikation, der bidrager til de store genomstørrelsesforskelle.Denne undersøgelse kaster lys over rollen af transposon-medieret genomekspansion i udviklingen af højere-ordens kromatinstruktur i planter.
5. Kromosom-skala samling og analyse af biomasseafgrøde Miscanthus lutarioriparius genom
Samarbejdet facilitet: CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences
Tidsskrift: Nature Communications
Impact Factor: 14.912
Dette projekt rapporterede en kromosom-skala samling af Miscanthus lutarioriparius genom ved at kombinere Oxford Nanopore sekventering og Hi-C teknologier.2,07 Gb samlingen dækker 96,64% af genomet med contig N50 på 1,71 Mb.Omkring 94,30% af de samlede sekvenser var forankret i 19 pseudochromosomer.Gennem sammenligning med BAC-sekvens, LAI-evaluering, BUSCO-evaluering, gensamling med NGS-data, gensamling af transkriptomdata, blev genomet vurderet som høj kvalitet og kontinuitet.Allotetraploid oprindelse af M. lutarioriparius bekræftes ved hjælp af centromere satellitgentagelser.Tandem duplikatgener af M. lutarioriparius er funktionelt beriget, ikke kun med hensyn til stressrespons, men cellevægsbiosyntese.Genduplikater spiller sandsynligvis en rolle i C4-fotosyntesen og bidrager til Miscanthus C4-fotosyntese ved lav temperatur.Forskningen gav en vigtig reference til at studere flerårige planter.
6. En Camptotheca acuminata-genomsamling på kromosomniveau giver indsigt i den evolutionære oprindelse af camptothecin-biosyntese
Samarbejdet facilitet: Sichuan University
Tidsskrift: Nature Communications
Impact Factor: 14.912
Dette projekt rapporterede om en C. acuminata-genomsamling af høj kvalitet på kromosomniveau med en genomstørrelse på 414,95 Mb og contingN50 1,47 Mb.Vi fandt ud af, at C. acuminata oplever en uafhængig hel-genomduplikation, og adskillige gener, der stammer fra det, er relateret til camptothecinbiosyntese.Den funktionelle divergens af LAMT-genet og den positive udvikling af to SLAS-gener bidrog derfor begge i høj grad til camptothecin-biosyntesen i C. acuminata.Resultaterne understregede vigtigheden af genomsamling af høj kvalitet til at identificere genetiske ændringer i den evolutionære oprindelse af en sekundær metabolit.
7.Allel-defineret genom afslører biallel differentiering under cassava-evolution
Samarbejdet facilitet: Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
Tidsskrift: Molecular Plant
Impact Factor: 13.162
Dette projekt samlede et referencegenom for kassava med contigN50 1,1 Mb ved hjælp af Pacific Biosciences (PacBio) sekventeringsplatform.Efter evaluering af BUSCO, LAI-indeks og genetisk kort med høj densitet bekræftes det samlede genom som referencekvalitet.De overflødige regioner blev identificeret, og contigs blev forankret på 18 pseudochromosomer ved hjælp af Hi-C-links.Dette højkvalitets og allel-definerede referencegenom for kassava er værdifuldt til at identificere divergerende bi-alleler på homologe kromosomer, hvilket gør det muligt at udforske differentiering og ekspressionsdominans af bi-alleler og deres underliggende evolutionære drivkræfter.Det lettede innovative avlsstrategier i kassava og andre meget heterozygote afgrøder.
8. Genomisk indsigt i den hurtige vækst af paulownias og dannelsen af Paulownia-heksekost
Samarbejdet facilitet: Henan Agricultural University
Tidsskrift: Molecular Plant
Impact Factor: 13.162
Dette projekt samlede et højkvalitets nuklear genom af Paulownia fortunei, 511,6 Mb i størrelse, med 93,2% af sekvenserne forankret til 20 pseudochromosomer.Højere fotosyntetisk effektivitet opnås ved at integrere C3-fotosyntese og crassulaceansyremetabolismevejen, hvilket kan have bidraget til den ekstremt hurtige vækstvane for paulownia-træer.Yderligere genomsekventering af PaWB phytoplasma, kombineret med funktionelle analyser, indikerede, at effektoren PaWB-SAP54 interagerer direkte med Paulownia PfSPLa, hvilket igen forårsager nedbrydningen af PfSPLa af den ubiquitin-medierede vej og fører til dannelsen af heksekost.Dataene gav betydelig indsigt i paulownias biologi og reguleringsmekanismen for dannelsen af PaWB.
Dyrenes genom - Dyb indsigt i arternes udvikling
1. Genomet af Nautilus pompilius belyser øjens udvikling og biomineralisering
Samarbejdet facilitet: South China Sea Institute of Oceanology, CAS
Tidsskrift: Natural Ecology & evolution
Impact Factor: 15.462
Dette projekt præsenterede et komplet genom for Nautilus pompilius.Det har det minimalistiske genom blandt sekventerede blæksprutter, som er 730,58 Mb med contigN50 = 1,1 Mb.BUSCO-evalueringsresultatet er 91,31%.Kombineret med transkriptom, proteom, genfamilie og fylogenetisk analyse gav dette genom en grundlæggende reference til blæksprutter innovationer, såsom pinhole eye og biomineralisering.Forskningen indikerede, at skader på fuldstændigheden af Hox-genklynge kan være relateret til, at skallen forsvinder af bløddyr.Det er vigtigt, at flere genomiske innovationer, herunder gentab, uafhængig sammentrækning og udvidelse af specifikke genfamilier og deres tilknyttede regulatoriske netværk, sandsynligvis har formet udviklingen af nautilus nålehulsøjet.Nautilus-genomet udgjorde en værdifuld ressource til at rekonstruere de evolutionære scenarier og genomiske innovationer, der former de eksisterende blæksprutter.
2. Seadragon genomanalyse giver indsigt i dens fænotype og kønsbestemmelsessted
Samarbejdet facilitet: South China Sea Institute of Oceanology, CAS
Tidsskrift: Science Advances
Impact Factor: 14.132
Dette projekt de novo-sekventerede mandlige og kvindelige genomer af den almindelige havdrage (Phyllopteryx taeniolatus) og dens nært beslægtede arter, alligatorrørfisken (Syngnathoides biaculeatus).Genomstørrelsen for Phyllopteryx taeniolatus er ~659 Mb (♂) og ~663 Mb (♀) med contigN50 på 10,0 Mb og 12,1 mb.genomstørrelsen for Phyllopteryx taeniolatus er 637 Mb (♂) og ~648 Mb (♀) med contigN50 på 18,0 Mb og 21,0 Mb.Gennem fylogenetisk analyse er den almindelige havdrage og alligatorrørfisken søstertaxon af Syngnathinae og divergerede for omkring 27,3 Ma siden.Transskriptionsprofiler fra en evolutionær nyhed, de bladlignende vedhæng, viser, at et sæt gener, der typisk er involveret i finneudvikling, er blevet co-opteret såvel som en berigelse af transkripter til potentielle vævsreparations- og immunforsvarsgener.Et formodet kønsbestemmende locus, der koder for et han-specifikt amhr2y-gen, der deles af almindelig havdrage- og alligatorrørfisk, blev identificeret.Dette projekt gav kritisk bevis for studier af adaptiv evolution.
Indlægstid: 19. september 2022