U 2021. BMKGENE je svjedočio 31 De novo istraživanju genoma uspješno objavljenom u časopisima visokog utjecaja s ukupnim čimbenicima utjecaja preko 320. 15 članaka napisano je u koautorstvu, 4 od njih su koautori BMKGENE-a kao prvi autori
Odmah nakon početka 2022. godine objavljena su već dva istraživačka članka u časopisu “Natural Genetics” odnosno “Molecular Plant”.To su: “Dva divergentna haplotipa iz visoko heterozigotnog genoma ličija sugeriraju neovisne događaje pripitomljavanja za rano i kasno sazrijevajuće kultivare” (Istraživanje genoma ličija, koje su proveli College of Horticulture, Južnokinesko poljoprivredno sveučilište, i znanstveni suradnici, objavljeno u Natural Genetics. ), i “Sekvencije genoma pet Sitopsis vrsta Aegilopsa i podrijetlo B-subgenoma poliploidne pšenice” (Genom pet Sitopsis vrsta, proveo istraživački tim profesora Bao Liua sa Northeast Normal University.).Također ćemo pregledati ova dva članka i podijeliti ih s našim čitateljima.
Sada bacimo pogled na izvrsne istraživačke članke objavljene 2021. u koautorstvu BMK-a i naših suradničkih ustanova.
Biljni genom — otkrića o više vrsta.
1. Visokokvalitetni sklop genoma naglašava genomske karakteristike raži i agronomski važne gene
Ustanova za suradnju: Poljoprivredno sveučilište Henan
Časopis: Prirodna genetika
Faktor utjecaja: 38,31
U ovom projektu sekvenciran je genom Weining raži, elitne kineske sorte raži.Skupljeni kontigi (7,74 Gb) činili su 98,47% procijenjene veličine genoma (7,86 Gb), s 93,67% kontiga (7,25 Gb) dodijeljenih sedam kromosoma.Ponavljajući elementi činili su 90,31% sastavljenog genoma.Daljnje analize Weiningovog skupa bacaju novo svjetlo na umnožavanje gena na cijelom genomu i njihov utjecaj na gene za biosintezu škroba, fizičku organizaciju složenih prolaminskih lokusa, značajke genske ekspresije koje leže u osnovi osobine ranog rasta i navodne kromosomske regije i lokuse u raži povezane s pripitomljavanjem.Ova sekvenca genoma obećava ubrzanje genomskih i uzgojnih studija u raži i srodnim usjevima žitarica.
2. Ruža bez bodlji: genomski uvidi povezani s prilagodbom vlage
Ustanova za suradnju: Institut za botaniku Kunming, Kineska akademija znanosti
Časopis: National Science Review
Faktor utjecaja: 17,273
U ovom projektu prikupljeni su uzorci 'Basye's Thornless' (BT, sorta Rosa wichuraiana bez bodlji), 'Old Blush' (OB, genotip utemeljitelja u pripitomljavanju ruža), njihovi F1 hibridi i BCF1.Generiran je i visokokvalitetni referentni sklop genoma kako bi se identificirali genetski elementi povezani s razvojem bodljika na stabljici.Veličina genoma je oko 530,6 Mb.Kako bi se potvrdila kvaliteta sastavljenog genoma, provedena je analiza kao što je usporedba genetske karte, BUSCO, ponovno sastavljanje očitavanja NGS-a, usporedba s OB haplotipom, kontrola stope pogreške baze sekvenciranja i provjera vrijednosti indeksa LTR sklopa za cijeli genom (LAI=20,03).Ovo istraživanje otkriva složeni obrazac nasljeđivanja i regulacijski mehanizam bodlji na stabljici i daje nam temelj i nove izvore za proučavanje biologije ruže i molekularnih markera rudnika povezanih s važnim svojstvima.
3. Sekvenca cijelog genoma sintetiziranih alopoliploida u Cucumisu otkriva uvid u evoluciju genoma alopoliploidizacije
Ustanova za suradnju: Poljoprivredno sveučilište u Nanjingu
Časopis: Napredna znanost
Faktor utjecaja: 16,801
Ovo je istraživanje izvijestilo o visokokvalitetnom genomu sintetskog alotetraploida dobivenog korištenjem interspecifične hibridizacije između krastavca (C. sativus, 2n = 14) i njegovih divljih srodnih vrsta (C. hystrix, 2n = 24) i naknadnog udvostručavanja kromosoma, što je prvo potpuno sekvencirani sintetski alopoliploid.Sklapanje genoma primijenjeno je tijek rada sekvenciranja "PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina", što je rezultiralo veličinom genoma od 530,8 Mb i kontigom N50 = 6,5 Mb.Očitavanja su dodijeljena 19 pseudokromosoma i subgenoma.Rezultati su pokazali da hibridizacija, a ne dupliciranje genoma, uzrokuje većinu genomskih promjena u nuklearnom i cp genomu.Sugeriralo je da fiksna heterozigotnost osigurava C.×hytivus povećanu prilagodbu na stres.Rezultati pružaju nove uvide u evoluciju poliploidije biljaka i nude perspektivnu strategiju uzgoja za buduće usjeve.
4. Komparativne analize genoma ističu ekspanziju genoma posredovanu transpozonom i evolucijsku arhitekturu 3D genomskog savijanja u pamuku
Ustanova za suradnju: Poljoprivredno sveučilište Huazhong
Časopis: Molekularna biologija i evolucija
Faktor utjecaja: 16,242
Ovaj je projekt koristio Nanopore Sequencing za sastavljanje genoma triju vrsta pamuka, naime: Gossypium rotundifolium (K2, veličina genoma = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, veličina genoma = 1,62 Gb, contigN50 = 11,69 Mb) i G. raimondii (D5, veličina genoma = 0,75 Gb, kontigN50 = 17,04 Gb).Preko 99% sva tri genoma sastavljeno je pomoću Hi-C.Rezultati BUSCO analize su 92,5%, 93,9% odnosno 95,4%.Svi ovi brojevi pokazuju da su tri skupna genoma referentne razine.Usporedne analize genoma dokumentirale su pojedinosti pojačanja TE specifične za lozu koja pridonosi velikim razlikama u veličini genoma.Ova studija baca svjetlo na ulogu ekspanzije genoma posredovane transpozonima u evoluciji strukture kromatina višeg reda u biljkama.
5. Sklapanje kromosoma i analiza genoma usjeva biomase Miscanthus lutarioriparius
Ustanova za suradnju: CAS Centar za izvrsnost u molekularnim znanostima o biljkama
Časopis: Nature Communications
Faktor utjecaja: 14,912
Ovaj projekt izvijestio je o sklopu genoma Miscanthus lutarioriparius na razini kromosoma kombiniranjem Oxford Nanopore sekvenciranja i Hi-C tehnologija.Sklop od 2,07 Gb pokriva 96,64% genoma, s kontigom N50 od 1,71 Mb.Oko 94,30% ukupnih sekvenci bilo je usidreno u 19 pseudokromosoma.Usporedbom s BAC sekvencom, LAI evaluacijom, BUSCO evaluacijom, ponovnim sastavljanjem s NGS podacima, ponovnim sastavljanjem podataka transkriptoma, genom je procijenjen kao visoka kvaliteta i kontinuitet.Alotetraploidno podrijetlo M. lutarioriparius potvrđeno je pomoću centromernih satelitskih ponavljanja.Tandem duplicirani geni M. lutarioriparius funkcionalno su obogaćeni ne samo u smislu odgovora na stres, već i biosinteze stanične stijenke.Duplikati gena vjerojatno igraju ulogu u fotosintezi C4 i doprinose fotosintezi Miscanthusa C4 na niskim temperaturama.Istraživanje je dalo važnu referencu za proučavanje višegodišnjih biljaka.
6. Sklop genoma Camptotheca acuminata na razini kromosoma pruža uvid u evolucijsko podrijetlo biosinteze kamptotecina
Ustanova za suradnju: Sveučilište Sichuan
Časopis: Nature Communications
Faktor utjecaja: 14,912
Ovaj projekt izvijestio je o visokokvalitetnom sklopu genoma C. acuminata na razini kromosoma, s veličinom genoma od 414,95 Mb i contingN50 1,47 Mb.Otkrili smo da C. acuminata doživljava neovisno dupliciranje cijelog genoma i brojni geni koji potječu iz nje povezani su s biosintezom kamptotecina.Funkcionalna divergencija LAMT gena i pozitivna evolucija dvaju SLAS gena, dakle, uvelike su pridonijeli biosintezi kamptotecina u C. acuminata.Rezultati su naglasili važnost visokokvalitetnog sastavljanja genoma u identificiranju genetskih promjena u evolucijskom podrijetlu sekundarnog metabolita.
7. Genom definiran alelima otkriva bialelnu diferencijaciju tijekom evolucije kasave
Ustanova za suradnju: Kineska akademija tropskih poljoprivrednih znanosti
Časopis: Molecular Plant
Faktor utjecaja: 13,162
Ovaj projekt sastavio je referentni genom za kasavu s contigN50 1,1 Mb korištenjem platforme za sekvenciranje Pacific Biosciences (PacBio).Nakon procjene pomoću BUSCO, LAI indeksa i genetske karte visoke gustoće, sastavljeni genom se potvrđuje kao referentni.Identificirane su suvišne regije i kontigi su usidreni na 18 pseudokromosoma pomoću Hi-C veza.Ovaj visokokvalitetni referentni genom definiran alelima za kasavu vrijedan je u identificiranju divergentnih bi-alela na homolognim kromosomima, omogućujući istraživanje diferencijacije i dominacije ekspresije bi-alela i njihovih temeljnih evolucijskih pokretačkih sila.Omogućio je inovativne strategije uzgoja kasave i drugih visoko heterozigotnih usjeva.
8.Genomske spoznaje o brzom rastu paulovnija i formiranju paulovnije vještičje metle
Ustanova za suradnju: Poljoprivredno sveučilište Henan
Časopis: Molecular Plant
Faktor utjecaja: 13,162
Ovaj projekt sastavio je visokokvalitetni nuklearni genom Paulownia fortunei, veličine 511,6 Mb, s 93,2% sekvenci koje su usidrene na 20 pseudokromosoma.Veća učinkovitost fotosinteze postiže se integracijom fotosinteze C3 i puta metabolizma kiseline crassulacean, što je moglo pridonijeti iznimno brzom rastu stabala paulovnije.Dodatno sekvencioniranje genoma PaWB fitoplazme, u kombinaciji s funkcionalnim analizama, pokazalo je da efektor PaWB-SAP54 izravno komunicira s Paulownia PfSPLa, što zauzvrat uzrokuje degradaciju PfSPLa putem ubikvitina i dovodi do stvaranja vještičje metle.Podaci su pružili značajan uvid u biologiju paulovnija i regulatorni mehanizam za stvaranje PaWB.
Životinjski genom – Duboki uvidi u evoluciju vrsta
1. Genom Nautilusa pompiliusa osvjetljava evoluciju oka i biomineralizaciju
Ustanova za suradnju: Institut za oceanologiju Južnog kineskog mora, CAS
Časopis: Prirodna ekologija i evolucija
Faktor utjecaja: 15,462
Ovaj projekt predstavio je kompletan genom za Nautilus pompilius.Ima minimalistički genom među sekvenciranim glavonošcima, koji iznosi 730,58 Mb s kontigN50 = 1,1 Mb.Rezultat BUSCO ocjene je 91,31%.U kombinaciji s transkriptomom, proteomom, familijom gena i filogenetskom analizom, ovaj je genom dao temeljnu referencu za inovacije glavonožaca, kao što su rupično oko i biomineralizacija.Istraživanje je pokazalo da bi oštećenje cjelovitosti klastera gena Hox moglo biti povezano s nestankom ljušture mekušaca.Važno je da su višestruke genomske inovacije, uključujući gubitke gena, neovisno skupljanje i širenje specifičnih obitelji gena i njima pridruženih regulacijskih mreža, vjerojatno oblikovale evoluciju rupčastog oka nautilusa.Genom nautilusa predstavljao je vrijedan izvor za rekonstrukciju evolucijskih scenarija i genomskih inovacija koje oblikuju postojeće glavonošce.
2. Analiza genoma Seadragona daje uvid u njegov fenotip i mjesto određivanja spola
Ustanova za suradnju: Institut za oceanologiju Južnog kineskog mora, CAS
Časopis: Znanstveni napredak
Faktor utjecaja: 14,132
Ovaj projekt de novo–sekvencirao je muške i ženske genome običnog morskog zmaja (Phyllopteryx taeniolatus) i njemu blisko povezane vrste, aligatorske ribe cjevčice (Syngnathoides biaculeatus).Veličina genoma za Phyllopteryx taeniolatus je ~659 Mb（♂） i ~663 Mb（♀）, s contigN50 od 10,0 Mb i 12,1 mb.veličina genoma za Phyllopteryx taeniolatus je 637 Mb（♂） i ~648 Mb（♀）, s contigN50 od 18,0 Mb i 21,0 Mb.Kroz filogenetsku analizu, obični morski zmaj i aligator cijev sestrinski su takson Syngnathinae i razdvojili su se prije oko 27,3 milijuna godina.Profili transkripcije iz evolucijske novosti, listova sličnih dodacima, pokazuju da je skup gena koji su tipično uključeni u razvoj peraja kooptiran, kao i obogaćivanje transkripta za potencijalni popravak tkiva i gene za imunološku obranu.Identificiran je navodni lokus za određivanje spola koji kodira gen amhr2y specifičan za mužjaka koji dijele morski zmaj i aligator.Ovaj projekt pružio je kritične dokaze za studije adaptivne evolucije.
Vrijeme objave: 19. rujna 2022