Pada tahun 2021, BMKGENE menyaksikan 31 penelitian genom De novo berhasil dipublikasikan di jurnal berdampak tinggi dengan total faktor dampak lebih dari 320. 15 artikel di antaranya ditulis bersama, 4 di antaranya ditulis bersama sebagai penulis pertama oleh BMKGENE
Tepat setelah awal tahun 2022, sudah ada dua artikel penelitian yang diterbitkan masing-masing di jurnal “Natural Genetics” dan “Molecular Plant”.Mereka adalah, “Dua haplotipe yang berbeda dari genom leci yang sangat heterozigot menunjukkan peristiwa domestikasi independen untuk kultivar leci yang berumur awal dan akhir” (penelitian genom leci, yang dilakukan oleh College of Horticulture, Universitas Pertanian Tiongkok Selatan, dan kolaborator ilmiah, yang diterbitkan di Natural Genetics. ), dan “Urutan genom dari lima spesies Sitopsis Aegilops dan asal subgenom B gandum poliploid” (Genom lima spesies Sitopsis, dilakukan oleh tim peneliti Profesor Bao Liu dari Northeast Normal University.).Kami juga akan mengulas kedua artikel ini dan membagikannya kepada pembaca kami.
Sekarang, mari kita lihat artikel penelitian luar biasa yang diterbitkan pada tahun 2021 yang ditulis bersama oleh BMK dan fasilitas kerja sama kami.
Genom Tanaman — Terobosan dalam multi-spesies.
1. Perakitan genom berkualitas tinggi menyoroti karakteristik genom gandum hitam dan gen yang penting secara agronomi
Fasilitas Kolaborasi: Universitas Pertanian Henan
Jurnal: Genetika Alami
Faktor Dampak : 38,31
Dalam proyek ini, genom gandum hitam Weining, varietas gandum hitam elit Tiongkok, diurutkan.Contig yang dirakit (7,74 Gb) menyumbang 98,47% dari perkiraan ukuran genom (7,86 Gb), dengan 93,67% contig (7,25 Gb) ditugaskan ke tujuh kromosom.Elemen berulang merupakan 90,31% dari genom yang dirangkai.Analisis lebih lanjut dari perakitan Weining memberikan pencerahan baru pada duplikasi gen di seluruh genom dan dampaknya terhadap gen biosintesis pati, organisasi fisik lokus prolamin kompleks, fitur ekspresi gen yang mendasari sifat awal dan daerah kromosom terkait domestikasi dan lokus dalam gandum hitam.Urutan genom ini menjanjikan untuk mempercepat studi genomik dan pemuliaan pada gandum hitam dan tanaman serealia terkait.
2.Mawar tanpa duri: wawasan genom terkait dengan adaptasi kelembapan
Fasilitas Kolaborasi: Institut Botani Kunming, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok
Jurnal: Tinjauan Sains Nasional
Faktor Dampak : 17.273
Dalam proyek ini, sampel 'Basye's Thornless' (BT, kultivar Rosa wichuraiana yang bebas duri), 'Old Blush' (OB, genotipe pendiri dalam domestikasi mawar), hibrida F1, dan BCF1 dikumpulkan.Dan kumpulan genom referensi berkualitas tinggi dihasilkan untuk mengidentifikasi elemen genetik yang terkait dengan perkembangan duri batang.Ukuran genomnya sekitar 530,6 Mb.Untuk memverifikasi kualitas genom yang dirakit, analisis seperti perbandingan peta genetik, BUSCO, NGS membaca perakitan ulang, perbandingan dengan haplotipe OB, mengurutkan kontrol tingkat kesalahan dasar dan pemeriksaan nilai Indeks Perakitan LTR seluruh genom (LAI = 20,03) dilakukan.Penelitian ini mengungkap pola pewarisan yang kompleks dan mekanisme pengaturan duri batang dan memberi kita landasan dan sumber daya baru untuk mempelajari biologi mawar dan menambang penanda molekuler yang terkait dengan sifat-sifat penting.
3. Urutan Seluruh Genom Allopolyploid yang Disintesis di Cucumis Mengungkapkan Wawasan tentang Evolusi Genom Allopolyploidization
Fasilitas Kolaborasi: Universitas Pertanian Nanjing
Jurnal: Sains Tingkat Lanjut
Faktor Dampak : 16,801
Studi ini melaporkan genom berkualitas tinggi dari allotetraploid sintetik yang diperoleh dengan menggunakan hibridisasi interspesifik antara mentimun (C. sativus, 2n = 14) dan spesies kerabat liarnya (C. hystrix, 2n = 24) dan duplikasi kromosom berikutnya, yang merupakan yang pertama alopoliploid sintetik yang diurutkan sepenuhnya.Perakitan genom menerapkan alur kerja pengurutan “PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina”, menghasilkan ukuran genom 530,8Mb dan contig N50 = 6,5Mb.Pembacaan ditugaskan ke 19 pseudochromosom dan subgenom.Hasilnya menunjukkan bahwa hibridisasi, bukan duplikasi genom, menyebabkan sebagian besar perubahan genom pada genom inti dan cp.Hal ini menunjukkan bahwa heterozigositas tetap memberi C.×hytivus peningkatan adaptasi stres.Hasilnya memberikan wawasan baru mengenai evolusi poliploidi tanaman dan menawarkan strategi pemuliaan prospektif untuk tanaman masa depan.
4. Analisis Genom Komparatif Menyoroti Ekspansi Genom yang Dimediasi Transposon dan Arsitektur Evolusi Pelipatan Genomik 3D pada Kapas
Fasilitas Kolaborasi: Universitas Pertanian Huazhong
Jurnal: Biologi Molekuler dan Evolusi
Faktor Dampak : 16.242
Proyek ini menggunakan Nanopore Sequencing untuk merakit genom tiga spesies kapas yaitu: Gossypium rotundifolium (K2, ukuran genom = 2.44Gb, contigN50 = 5.33Mb), G. arboreum (A2, ukuran genom = 1.62Gb, contigN50 = 11.69Mb), dan G. raimondii (D5, ukuran genom = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Lebih dari 99% dari ketiga genom dirakit melalui Hi-C.Hasil analisis BUSCO masing-masing sebesar 92,5%, 93,9% dan 95,4%.Semua angka-angka ini menunjukkan bahwa ketiga genom rakitan memiliki tingkat referensi.Analisis genom komparatif mendokumentasikan rincian amplifikasi TE spesifik garis keturunan yang berkontribusi terhadap perbedaan ukuran genom yang besar.Studi ini menyoroti peran ekspansi genom yang dimediasi transposon dalam evolusi struktur kromatin tingkat tinggi pada tanaman.
5. Perakitan skala kromosom dan analisis genom tanaman biomassa Miscanthus lutarioriparius
Fasilitas Kolaborasi: Pusat Keunggulan CAS dalam Ilmu Tanaman Molekuler
Jurnal: Komunikasi Alam
Faktor Dampak : 14,912
Proyek ini melaporkan perakitan genom Miscanthus lutarioriparius skala kromosom dengan menggabungkan sekuensing Oxford Nanopore dan teknologi Hi-C.Rakitan 2,07Gb mencakup 96,64% genom, dengan contig N50 sebesar 1,71 Mb.Sekitar 94,30% dari total sekuens berlabuh pada 19 pseudokromosom.Melalui perbandingan dengan urutan BAC, evaluasi LAI, evaluasi BUSCO, perakitan ulang dengan data NGS, perakitan ulang data transkriptome, genom dievaluasi berkualitas tinggi dan kontinuitas.Asal allotetraploid dari M. lutarioriparius dikonfirmasi menggunakan pengulangan satelit sentromerik.Gen duplikat tandem M. lutarioriparius diperkaya secara fungsional tidak hanya dalam kaitannya dengan respons stres, tetapi juga biosintesis dinding sel.Duplikat gen mungkin berperan dalam fotosintesis C4 dan berkontribusi pada fotosintesis Miscanthus C4 pada suhu rendah.Penelitian tersebut memberikan referensi penting untuk mempelajari tanaman tahunan.
6. Perakitan genom Camptotheca acuminata tingkat kromosom memberikan wawasan tentang asal mula evolusi biosintesis camptothecin
Fasilitas Kolaborasi: Universitas Sichuan
Jurnal: Komunikasi Alam
Faktor Dampak : 14,912
Proyek ini melaporkan perakitan genom C. acuminata tingkat kromosom berkualitas tinggi, dengan ukuran genom 414,95Mb dan contingN50 1,47Mb.Kami menemukan bahwa C. acuminata mengalami duplikasi seluruh genom yang independen dan banyak gen yang berasal darinya terkait dengan biosintesis camptothecin.Oleh karena itu, karena perbedaan fungsional gen LAMT dan evolusi positif dua gen SLAS, keduanya berkontribusi besar terhadap biosintesis camptothecin pada C. acuminata.Hasilnya menekankan pentingnya perakitan genom berkualitas tinggi dalam mengidentifikasi perubahan genetik dalam asal usul evolusi suatu metabolit sekunder.
7. Genom yang ditentukan alel menunjukkan diferensiasi biallelik selama evolusi singkong
Fasilitas Kolaborasi: Akademi Ilmu Pengetahuan Pertanian Tropis Tiongkok
Jurnal: Tumbuhan Molekuler
Faktor Dampak : 13.162
Proyek ini mengumpulkan genom referensi singkong dengan contigN50 1.1Mb menggunakan platform pengurutan Pacific Biosciences (PacBio).Setelah dievaluasi oleh BUSCO, indeks LAI, dan peta genetik kepadatan tinggi, genom yang dirakit dipastikan memiliki tingkat referensi.Daerah yang berlebihan diidentifikasi dan contigs ditambatkan ke 18 pseudochromosom menggunakan tautan Hi-C.Genom referensi singkong yang berkualitas tinggi dan terdefinisi alel ini sangat berharga dalam mengidentifikasi bi-alel yang berbeda pada kromosom homolog, memungkinkan untuk mengeksplorasi diferensiasi dan dominasi ekspresi bi-alel dan kekuatan pendorong evolusi yang mendasarinya.Hal ini memfasilitasi inovasi strategi pemuliaan pada singkong dan tanaman yang sangat heterozigot lainnya.
8. Wawasan genom tentang pertumbuhan cepat paulownia dan pembentukan sapu penyihir Paulownia
Fasilitas Kolaborasi: Universitas Pertanian Henan
Jurnal: Tumbuhan Molekuler
Faktor Dampak : 13.162
Proyek ini mengumpulkan genom nuklir Paulownia Fortunei berkualitas tinggi, berukuran 511,6 Mb, dengan 93,2% rangkaiannya ditautkan ke 20 pseudokromosom.Efisiensi fotosintesis yang lebih tinggi dicapai melalui integrasi fotosintesis C3 dan jalur metabolisme asam crassulacean, yang mungkin berkontribusi pada kebiasaan pertumbuhan pohon paulownia yang sangat cepat.Urutan genom tambahan fitoplasma PaWB, dikombinasikan dengan analisis fungsional, menunjukkan bahwa efektor PaWB-SAP54 berinteraksi langsung dengan Paulownia PfSPLa, yang pada gilirannya menyebabkan degradasi PfSPLa melalui jalur yang dimediasi di mana-mana dan mengarah pada pembentukan sapu penyihir.Data tersebut memberikan wawasan yang signifikan mengenai biologi paulownia dan mekanisme pengaturan pembentukan PaWB.
Genom hewan – Wawasan mendalam tentang evolusi spesies
1. Genom Nautilus pompilius menerangi evolusi mata dan biomineralisasi
Fasilitas Kolaborasi: Institut Oseanologi Laut Cina Selatan, CAS
Jurnal: Ekologi Alam & evolusi
Faktor Dampak : 15.462
Proyek ini menyajikan genom lengkap untuk Nautilus pompilius.Ia memiliki genom paling minimalis di antara cephalopoda yang diurutkan, yaitu 730,58Mb dengan contigN50 = 1,1Mb.Hasil evaluasi BUSCO sebesar 91,31%.Dikombinasikan dengan transkriptome, proteom, keluarga gen, dan analisis filogenetik, genom ini memberikan referensi mendasar mengenai inovasi cephalopoda, seperti mata lubang jarum dan biomineralisasi.Hasil penelitian menunjukkan bahwa rusaknya kelengkapan gugus gen Hox kemungkinan berhubungan dengan hilangnya cangkang Moluska.Yang penting, berbagai inovasi genomik termasuk hilangnya gen, kontraksi independen, dan perluasan keluarga gen tertentu serta jaringan regulasi terkait kemungkinan besar membentuk evolusi mata lubang jarum nautilus.Genom nautilus merupakan sumber berharga untuk merekonstruksi skenario evolusi dan inovasi genom yang membentuk cephalopoda yang masih ada.
2. Analisis genom Seadragon memberikan wawasan tentang lokus fenotip dan penentuan jenis kelaminnya
Fasilitas Kolaborasi: Institut Oseanologi Laut Cina Selatan, CAS
Jurnal: Kemajuan Ilmu Pengetahuan
Faktor Dampak : 14.132
Proyek ini secara de novo mengurutkan genom naga laut jantan dan betina (Phyllopteryx taeniolatus) dan spesies yang berkerabat dekat, ikan pipa aligator (Syngnathoides biaculeatus).Ukuran genom Phyllopteryx taeniolatus adalah ~659 Mb（♂）dan ~663 Mb（♀）, dengan contigN50 sebesar 10,0Mb dan 12,1mb.ukuran genom untuk Phyllopteryx taeniolatus adalah 637 Mb（♂）dan ~648 Mb（♀）, dengan contigN50 sebesar 18,0Mb dan 21,0Mb.Melalui analisis filogenetik, naga laut biasa dan ikan pipa aligator adalah takson saudara dari Syngnathinae, dan menyimpang sekitar 27,3 juta tahun yang lalu.Profil transkripsi dari evolusi baru, pelengkap mirip daun, menunjukkan bahwa serangkaian gen yang biasanya terlibat dalam pengembangan sirip telah dikooptasi serta pengayaan transkrip untuk gen perbaikan jaringan dan pertahanan kekebalan yang potensial.Lokus penentu jenis kelamin yang diduga mengkode gen amhr2y spesifik jantan yang dimiliki oleh naga laut dan ikan pipa aligator telah diidentifikasi.Proyek ini memberikan bukti penting untuk studi evolusi adaptif.
Waktu posting: 19 Sep-2022