En 2021, BMKGENE fue testigo de 31 investigaciones sobre el genoma de novo publicadas con éxito en revistas de alto impacto con factores de impacto totales superiores a 320. 15 de los artículos fueron coautores, 4 de ellos fueron coautores como primeros autores de BMKGENE.
Justo después de principios del año 2022, ya se publicaron dos artículos de investigación en las revistas “Natural Genetics” y “Molecular Plant”, respectivamente.Son: "Dos haplotipos divergentes de un genoma de lichi altamente heterocigoto sugieren eventos de domesticación independientes para cultivares de maduración temprana y tardía" (investigación del genoma de Lychee, realizada por la Facultad de Horticultura de la Universidad Agrícola del Sur de China y colaboradores científicos, publicada en Natural Genetics. ), y “Secuencias del genoma de las cinco especies de Sitopsis de Aegilops y el origen del subgenoma B del trigo poliploide” (genoma de las cinco especies de Sitopsis, realizado por el equipo de investigación del profesor Bao Liu de la Universidad Normal del Noreste).También revisaremos estos dos artículos y los compartiremos con nuestros lectores.
Ahora, echemos un vistazo a los excelentes artículos de investigación publicados en 2021 en coautoría de BMK y nuestras instalaciones colaboradas.
Genoma vegetal: avances en múltiples especies.
1.Un ensamblaje genómico de alta calidad resalta las características genómicas del centeno y los genes agronómicamente importantes
Instalación colaborada: Universidad Agrícola de Henan
Revista: Genética Natural
Factor de impacto: 38,31
En este proyecto, se secuenció el genoma del centeno Weining, una variedad de centeno chino de élite.Los cóntigs ensamblados (7,74 Gb) representaron el 98,47% del tamaño estimado del genoma (7,86 Gb), con el 93,67% de los cóntigos (7,25 Gb) asignados a siete cromosomas.Los elementos repetitivos constituyeron el 90,31% del genoma ensamblado.Análisis adicionales del ensamblaje de Weining arrojan nueva luz sobre las duplicaciones de genes en todo el genoma y su impacto en los genes de biosíntesis de almidón, la organización física de los loci complejos de prolamina, las características de expresión genética que subyacen al rasgo de encabezado temprano y las supuestas regiones cromosómicas asociadas a la domesticación y loci en el centeno.Esta secuencia del genoma promete acelerar los estudios genómicos y de mejoramiento en centeno y cultivos de cereales relacionados.
2.Rosa sin espinas: conocimientos genómicos vinculados a la adaptación a la humedad
Centro colaborado: Instituto de botánica de Kunming, Academia de Ciencias de China
Revista: Revisión Nacional de Ciencias
Factor de Impacto: 17.273
En este proyecto, se recolectaron muestras de 'Basye's Thornless' (BT, un cultivar sin espinas de Rosa wichuraiana), 'Old Blush' (OB, un genotipo fundador en la domesticación de rosas), sus híbridos F1 y BCF1.Y se generó un ensamblaje genómico de referencia de alta calidad para identificar elementos genéticos relacionados con el desarrollo de las espinas del tallo.El tamaño del genoma es de aproximadamente 530,6 Mb.Para verificar la calidad del genoma ensamblado, se realizaron análisis como comparación de mapas genéticos, BUSCO, reensamblaje de lecturas NGS, comparación con el haplotipo OB, control de la tasa de error base de secuenciación y verificación del valor del índice de ensamblaje LTR de todo el genoma (LAI = 20,03).Esta investigación revela el complejo patrón de herencia y el mecanismo regulador de las espinas del tallo y nos proporcionó una base y recursos novedosos para estudiar la biología de las rosas y extraer marcadores moleculares asociados con rasgos importantes.
3.La secuencia del genoma completo de alopoliploides sintetizados en Cucumis revela información sobre la evolución del genoma de la alopoliploidización
Instalación colaborada: Universidad Agrícola de Nanjing
Revista: Ciencia avanzada
Factor de Impacto: 16.801
Este estudio reportó el genoma de alta calidad de un alotetraploide sintético obtenido mediante hibridación interespecífica entre pepino (C. sativus, 2n = 14) y su especie pariente silvestre (C. hystrix, 2n = 24) y posterior duplicación cromosómica, que es la primera Alopoliploide sintético completamente secuenciado.El ensamblaje del genoma aplicó el flujo de trabajo de secuenciación “PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina”, dio como resultado un tamaño del genoma de 530,8 Mb y contig N50 = 6,5 Mb.Las lecturas se asignaron a 19 pseudocromosomas y subgenomas.Los resultados indicaron que la hibridación, más que la duplicación del genoma, causa la mayoría de los cambios genómicos tanto en el genoma nuclear como en el cp.Sugirió que la heterocigosidad fija proporciona a C.×hytivus una mayor adaptación al estrés.Los resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre la evolución de la poliploidía de las plantas y ofrecen una posible estrategia de mejoramiento para cultivos futuros.
4. Los análisis comparativos del genoma destacan la expansión del genoma mediada por transposones y la arquitectura evolutiva del plegamiento genómico 3D en algodón
Instalación colaborada: Universidad Agrícola de Huazhong
Revista: Biología Molecular y Evolución
Factor de Impacto: 16.242
Este proyecto utilizó la secuenciación de nanoporos para ensamblar el genoma de tres especies de algodón, a saber: Gossypium rotundifolium (K2, tamaño del genoma = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, tamaño del genoma = 1,62 Gb, contigN50 = 11,69 Mb) y G. raimondii (D5, tamaño del genoma = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Más del 99% de los tres genomas se ensamblaron mediante Hi-C.Los resultados del análisis BUSCO son 92,5%, 93,9% y 95,4% respectivamente.Todos estos números indicaron que los tres genomas ensamblados son de grado de referencia.Los análisis comparativos del genoma documentaron los detalles de la amplificación TE específica del linaje que contribuye a las grandes diferencias en el tamaño del genoma.Este estudio arroja luz sobre el papel de la expansión del genoma mediada por transposones en la evolución de la estructura de la cromatina de orden superior en las plantas.
5.Ensamblaje y análisis a escala cromosómica del genoma de Miscanthus lutarioriparius del cultivo de biomasa
Instalación colaborada: Centro CAS para la excelencia en ciencias vegetales moleculares
Revista: Comunicaciones de la naturaleza
Factor de Impacto: 14.912
Este proyecto informó sobre un ensamblaje a escala cromosómica del genoma de Miscanthus lutarioriparius combinando la secuenciación Oxford Nanopore y las tecnologías Hi-C.El ensamblaje de 2,07 Gb cubre el 96,64% del genoma, con un contig N50 de 1,71 Mb.Aproximadamente el 94,30% del total de secuencias estaban ancladas en 19 pseudocromosomas.Mediante comparación con la secuencia BAC, evaluación LAI, evaluación BUSCO, reensamblaje con datos NGS, reensamblaje de datos del transcriptoma, se evaluó que el genoma era de alta calidad y continuidad.El origen alotetraploide de M. lutarioriparius se confirma mediante repeticiones de satélites centroméricos.Los genes duplicados en tándem de M. lutarioriparius están enriquecidos funcionalmente no solo en términos relacionados con la respuesta al estrés, sino también en la biosíntesis de la pared celular.Los duplicados de genes probablemente desempeñan un papel en la fotosíntesis C4 y contribuyen a la fotosíntesis de Miscanthus C4 a baja temperatura.La investigación proporcionó una referencia importante para el estudio de plantas perennes.
6.Un ensamblaje del genoma de Camptotheca acuminata a nivel cromosómico proporciona información sobre el origen evolutivo de la biosíntesis de camptotecina
Instalación colaborada: Universidad de Sichuan
Revista: Comunicaciones de la naturaleza
Factor de Impacto: 14.912
Este proyecto informó un ensamblaje del genoma de C. acuminata de alta calidad a nivel de cromosoma, con un tamaño de genoma de 414,95 Mb y N50 contingente de 1,47 Mb.Descubrimos que C. acuminata experimenta una duplicación independiente de todo el genoma y numerosos genes derivados de él están relacionados con la biosíntesis de camptotecina.Por lo tanto, la divergencia funcional del gen LAMT y la evolución positiva de dos genes SLAS contribuyeron en gran medida a la biosíntesis de camptotecina en C. acuminata.Los resultados enfatizaron la importancia del ensamblaje del genoma de alta calidad para identificar cambios genéticos en el origen evolutivo de un metabolito secundario.
7.El genoma definido por alelos revela diferenciación bialélica durante la evolución de la yuca
Centro colaborado: Academia China de Ciencias Agrícolas Tropicales
Revista: Planta Molecular
Factor de Impacto: 13.162
Este proyecto ensambló un genoma de referencia para la yuca con contigN50 1,1 Mb utilizando la plataforma de secuenciación de Pacific Biosciences (PacBio).Después de la evaluación por BUSCO, el índice LAI y el mapa genético de alta densidad, se confirma que el genoma ensamblado tiene grado de referencia.Se identificaron las regiones redundantes y se anclaron los cóntigos en 18 pseudocromosomas mediante enlaces Hi-C.Este genoma de referencia de alta calidad y definido por alelos para la yuca es valioso para identificar bialelos divergentes en cromosomas homólogos, lo que permite explorar la diferenciación y la expresión dominante de bialelos y sus fuerzas impulsoras evolutivas subyacentes.Facilitó estrategias innovadoras de mejoramiento de la yuca y otros cultivos altamente heterocigotos.
8. Conocimientos genómicos sobre el rápido crecimiento de las paulownias y la formación de la escoba de bruja de Paulownia
Instalación colaborada: Universidad Agrícola de Henan
Revista: Planta Molecular
Factor de Impacto: 13.162
Este proyecto ensambló un genoma nuclear de alta calidad de Paulownia Fortunei, de 511,6 Mb de tamaño, con el 93,2% de las secuencias ancladas a 20 pseudocromosomas.Se logra una mayor eficiencia fotosintética mediante la integración de la fotosíntesis C3 y la vía del metabolismo del ácido de las crasuláceas, lo que puede haber contribuido al hábito de crecimiento extremadamente rápido de los árboles de paulownia.La secuenciación adicional del genoma del fitoplasma PaWB, combinada con análisis funcionales, indicó que el efector PaWB-SAP54 interactúa directamente con Paulownia PfSPLa, lo que a su vez provoca la degradación de PfSPLa por la vía mediada por ubiquitina y conduce a la formación de escoba de bruja.Los datos proporcionaron conocimientos importantes sobre la biología de las paulownias y el mecanismo regulador para la formación de PaWB.
Genoma animal: conocimientos profundos sobre la evolución de las especies
1.El genoma de Nautilus pompilius ilumina la evolución ocular y la biomineralización.
Instalación colaborada: Instituto de Oceanología del Mar de China Meridional, CAS
Revista: Ecología natural y evolución.
Factor de Impacto: 15.462
Este proyecto presentó un genoma completo de Nautilus pompilius.Tiene el genoma minimalista entre los cefalópodos secuenciados, que es de 730,58 Mb con contigN50 = 1,1 Mb.El resultado de la evaluación BUSCO es 91,31%.Combinado con el transcriptoma, el proteoma, la familia de genes y el análisis filogenético, este genoma proporcionó una referencia fundamental sobre las innovaciones de los cefalópodos, como el ojo estenopeico y la biomineralización.La investigación indicó que el daño en la integridad del grupo de genes Hox podría estar relacionado con la desaparición de la cáscara de los moluscos.Es importante destacar que múltiples innovaciones genómicas, incluidas las pérdidas de genes, la contracción independiente y la expansión de familias de genes específicas y sus redes reguladoras asociadas, probablemente moldearon la evolución del ojo estenopeico del nautilo.El genoma del nautilo constituyó un recurso valioso para reconstruir los escenarios evolutivos y las innovaciones genómicas que dan forma a los cefalópodos existentes.
2.El análisis del genoma de Seadragon proporciona información sobre su fenotipo y locus de determinación del sexo.
Instalación colaborada: Instituto de Oceanología del Mar de China Meridional, CAS
Revista: Avances científicos
Factor de Impacto: 14.132
Este proyecto secuenció de novo los genomas masculinos y femeninos del dragón marino común (Phyllopteryx taeniolatus) y su especie estrechamente relacionada, el pez pipa caimán (Syngnathoides biaculeatus).El tamaño del genoma de Phyllopteryx taeniolatus es ~659 Mb（♂）y ~663 Mb（♀）, con contigN50 de 10,0 Mb y 12,1 mb.el tamaño del genoma de Phyllopteryx taeniolatus es 637 Mb（♂）y ~648 Mb（♀）, con contigN50 de 18,0 Mb y 21,0 Mb.Mediante análisis filogenético, el dragón marino común y el pez pipa caimán son taxones hermanos de Syngnathinae y divergieron hace alrededor de 27,3 millones de años.Los perfiles de transcripción de una novedad evolutiva, los apéndices en forma de hojas, muestran que se ha cooptado un conjunto de genes típicamente implicados en el desarrollo de las aletas, así como un enriquecimiento de las transcripciones para posibles genes de reparación de tejidos y defensa inmune.Se identificó un locus putativo determinante del sexo que codifica un gen amhr2y específico de macho compartido por el dragón marino común y el pez pipa caimán.Este proyecto proporcionó pruebas fundamentales para los estudios de evolución adaptativa.
Hora de publicación: 19-sep-2022