2021年、BMKGENEは、31件のDe novoゲノム研究が、合計インパクトファクターが320を超える影響力の高いジャーナルに成功裡に掲載されたことを目撃しました。論文のうち15件は共著であり、そのうち4件はBMKGENEによって筆頭著者として共著されました。
2022年が始まってすぐに、すでに2本の研究論文がジャーナル「Natural Genetics」と「Molecular Plant」にそれぞれ掲載されています。それは、「高度にヘテロ接合性のライチゲノムからの 2 つの分岐したハプロタイプは、早生品種と晩生品種の独立した栽培化イベントを示唆している」 (華南農業大学園芸学院および科学協力者によって実施されたライチゲノム研究、Natural Genetics に掲載) です。 ）、および「Aegilopsの5つのSitopsis種のゲノム配列と倍数体コムギBサブゲノムの起源」（5つのSitopsis種のゲノム、東北師範大学のBao Liu教授の研究チームによって実施）。これら 2 つの記事もレビューし、読者と共有します。
それでは、BMKと私たちの協力施設が共著し、2021年に発表した優れた研究論文を見てみましょう。
植物ゲノム — 複数の種に関するブレークスルー。
1.高品質のゲノムアセンブリにより、ライ麦のゲノム特性と農学的に重要な遺伝子が強調表示されます
連携施設：河南農業大学
ジャーナル: 自然遺伝学
インパクトファクター: 38.31
このプロジェクトでは、中国のライ麦のエリート品種であるウェイニンライ麦のゲノムが解読されました。組み立てられたコンティグ (7.74 Gb) は推定ゲノム サイズ (7.86 Gb) の 98.47% を占め、コンティグ (7.25 Gb) の 93.67% は 7 つの染色体に割り当てられました。反復エレメントは、構築されたゲノムの 90.31% を構成しました。ウェイニングアセンブリのさらなる分析により、ゲノム全体の遺伝子重複と、デンプン生合成遺伝子に対するそれらの影響、複雑なプロラミン遺伝子座の物理的組織化、初期出穂形質の根底にある遺伝子発現の特徴、およびライ麦の推定栽培化関連染色体領域および遺伝子座に新たな光が当てられた。このゲノム配列は、ライ麦および関連穀物のゲノム研究と育種研究を加速することを約束します。
2.とげのないバラ: 水分適応に関連するゲノムの洞察
協力施設：中国科学院昆明植物研究所
ジャーナル: ナショナル サイエンス レビュー
インパクトファクター: 17.273
このプロジェクトでは、「Basye's Thornless」（BT、Rosa wichuraiana のとげのない品種）、「Old Blush」（OB、バラ栽培における創始者の遺伝子型）、それらの F1 雑種、および BCF1 のサンプルが収集されました。そして、茎のとげの発生に関連する遺伝要素を特定するために、高品質の参照ゲノムアセンブリが生成されました。ゲノムのサイズは約 530.6 Mb です。アセンブルされたゲノムの品質を検証するために、遺伝子マップの比較、BUSCO、NGS リードの再アセンブリ、OB ハプロタイプとの比較、シーケンスベースのエラー率管理、およびゲノム全体の LTR アセンブリインデックス値チェック (LAI=20.03) などの分析が実施されました。この研究は、茎のトゲの複雑な遺伝パターンと制御機構を明らかにし、バラの生物学を研究し、重要な形質に関連する分子マーカーを探索するための基礎と新しいリソースを提供しました。
3.キュウリで合成された異質倍数体の全ゲノム配列により、異質倍数体化のゲノム進化に関する洞察が明らかに
連携施設：南京農業大学
ジャーナル: 先端科学
インパクトファクター: 16.801
この研究では、キュウリ (C. sativus、2n = 14) とその野生近縁種 (C. hystrix、2n = 24) の間の種間交配とその後の染色体重複を使用して得られた合成異質四倍体の高品質なゲノムを報告しました。完全に配列決定された合成異質倍数体。ゲノムのアセンブリには「PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina」シーケンスのワークフローが適用され、ゲノムサイズは 530.8Mb、コンティグ N50 = 6.5Mb になりました。リードは 19 の偽染色体とサブゲノムに割り当てられました。その結果、核ゲノムとcpゲノムの両方におけるゲノム変化の大部分は、ゲノム重複ではなくハイブリダイゼーションによって引き起こされることが示された。このことは、固定されたヘテロ接合性が C.×hytivus のストレス適応力を高めることを示唆しています。この結果は、植物の倍数性進化に関する新たな洞察を提供し、将来の作物の将来の育種戦略を提供します。
4.比較ゲノム解析は、トランスポゾンを介したゲノム拡大と綿における3Dゲノム折り畳みの進化的構造を明らかにする
連携施設：華中農業大学
ジャーナル: 分子生物学と進化
インパクトファクター: 16.242
このプロジェクトでは、ナノポア シーケンシングを使用して、ワタ 3 種のゲノムを構築しました。Gossypium rotundifolium (K2、ゲノム サイズ = 2.44Gb、contigN50 = 5.33Mb)、G. arboreum (A2、ゲノム サイズ = 1.62Gb、contigN50 = 11.69Mb)、 G. raimondii (D5、ゲノム サイズ = 0.75 Gb、contigN50 = 17.04 Gb)。3 つのゲノムすべての 99% 以上が Hi-C を通じて組み立てられました。BUSCO 分析の結果は、それぞれ 92.5%、93.9%、95.4% でした。これらの数値はすべて、3 つのアセンブリゲノムが参照グレードであることを示しています。比較ゲノム分析により、大きなゲノムサイズの違いに寄与する系統特異的な TE 増幅の詳細が文書化されました。この研究は、植物の高次クロマチン構造の進化におけるトランスポゾンを介したゲノム拡大の役割に光を当てます。
5.バイオマス作物Miscanthus lutarioripariusゲノムの染色体スケールアセンブリと解析
連携施設：CAS 分子植物科学センター・フォー・エクセレンス
ジャーナル: ネイチャーコミュニケーションズ
インパクトファクター: 14.912
このプロジェクトでは、Oxford Nanopore シーケンスと Hi-C テクノロジーを組み合わせることにより、Miscanthus lutarioriparius ゲノムの染色体スケールのアセンブリを報告しました。2.07Gb アセンブリはゲノムの 96.64% をカバーし、コンティグ N50 は 1.71 Mb です。全配列の約 94.30% が 19 個の偽染色体に固定されていました。BAC配列との比較、LAI評価、BUSCO評価、NGSデータとの再構築、トランスクリプトームデータの再構築により、ゲノムの品質と連続性が高いと評価された。M. lutarioriparius の異質四倍体の起源は、セントロメア サテライト リピートを使用して確認されます。M. ルタリオリパリウスのタンデム重複遺伝子は、ストレス応答だけでなく細胞壁生合成に関連する点でも機能が豊富です。遺伝子重複はおそらく C4 光合成に役割を果たしており、低温でのススキ C4 光合成に寄与していると考えられます。この研究は、多年生植物を研究する上で重要な参考資料となった。
6.染色体レベルのカンプトテカ・アクミナタゲノムアセンブリは、カンプトテシン生合成の進化的起源についての洞察を提供する
連携施設：四川大学
ジャーナル: ネイチャーコミュニケーションズ
インパクトファクター: 14.912
このプロジェクトでは、ゲノムサイズが 414.95Mb、contingN50 が 1.47Mb の、高品質の染色体レベルの C. acuminata ゲノムアセンブリを報告しました。私たちは、C. acuminata が独立した全ゲノム重複を起こしており、それに由来する多数の遺伝子がカンプトテシン生合成に関連していることを発見しました。したがって、LAMT 遺伝子の機能的分岐と 2 つの SLAS 遺伝子の正の進化は、両方とも C. acuminata におけるカンプトテシン生合成に大きく寄与した。この結果は、二次代謝産物の進化的起源における遺伝的変化を特定する際に、高品質のゲノムアセンブリが重要であることを強調しました。
7.対立遺伝子が定義されたゲノムはキャッサバの進化における両対立遺伝子の分化を明らかにする
協力施設：中国熱帯農業科学院
ジャーナル: 分子植物
インパクトファクター: 13.162
このプロジェクトでは、Pacific Biosciences (PacBio) 配列決定プラットフォームを使用して、contigN50 1.1Mb を含むキャッサバの参照ゲノムを組み立てました。BUSCO、LAIインデックス、高密度遺伝子地図による評価後、組み立てられたゲノムは参考グレードであることが確認されます。重複領域が特定され、Hi-C リンクを使用してコンティグが 18 個の偽染色体に固定されました。この高品質で対立遺伝子が定義されたキャッサバの参照ゲノムは、相同染色体上の分岐する二重対立遺伝子を同定するのに貴重であり、二重対立遺伝子の分化と発現優位性、およびそれらの根底にある進化の原動力を調査することが可能になります。これにより、キャッサバやその他の高度にヘテロ接合性の作物の革新的な育種戦略が促進されました。
8.桐の急成長と桐魔女のほうきの形成に関するゲノム的洞察
連携施設：河南農業大学
ジャーナル: 分子植物
インパクトファクター: 13.162
このプロジェクトでは、配列の 93.2% が 20 の偽染色体に固定されている、サイズ 511.6 Mb の高品質の桐の核ゲノムを組み立てました。C3 光合成とベンケイソウ酸代謝経路の統合により、より高い光合成効率が達成され、これが桐の極めて速い成長習性に寄与している可能性があります。PaWBファイトプラズマの追加のゲノム配列決定と機能解析を組み合わせた結果、エフェクターPaWB-SAP54が桐PfSPLaと直接相互作用し、それがユビキチン媒介経路によるPfSPLaの分解を引き起こし、魔女のほうきの形成につながることが示された。このデータは、桐の生物学と PaWB 形成の制御機構についての重要な洞察を提供しました。
動物ゲノム – 種の進化に関する深い洞察
1.オウムガイのゲノムは目の進化と生体ミネラル化を解明する
連携施設：CAS南シナ海海洋研究所
ジャーナル: 自然生態学と進化
インパクトファクター: 15.462
このプロジェクトは、オウムガイの完全なゲノムを提示しました。これは、配列決定された頭足類の中で最小のゲノムを持ち、730.58Mb (contigN50 = 1.1Mb) です。BUSCO の評価結果は 91.31% でした。トランスクリプトーム、プロテオーム、遺伝子ファミリー、系統解析と組み合わせたこのゲノムは、ピンホールの目や生体石灰化などの頭足類の革新に関する基本的な参考資料を提供しました。この研究は、Hox 遺伝子クラスターの完全性に対する損傷が軟体動物の殻の消失に関連している可能性があることを示しました。重要なのは、遺伝子の喪失、特定の遺伝子ファミリーの独立した収縮と拡大、およびそれらに関連する制御ネットワークを含む複数のゲノムの革新が、オウムガイのピンホールの目の進化を形作った可能性が高いことです。オウムガイのゲノムは、現存する頭足類を形作る進化のシナリオとゲノムの革新を再構築するための貴重なリソースを構成しました。
2.シードラゴンのゲノム解析により、その表現型と性決定遺伝子座についての洞察が得られます
連携施設：CAS南シナ海海洋研究所
ジャーナル: 科学の進歩
インパクトファクター: 14.132
このプロジェクトでは、シードラゴン (Phyllopteryx taeniolatus) とその近縁種であるアリゲーター ヨウジウオ (Syngnathoides biaculeatus) の雄と雌のゲノムを新たに解読しました。Phyllopteryx taeniolatus のゲノムサイズは約 659 Mb（♂）と約 663 Mb（♀）で、contigN50 は 10.0 Mb と 12.1 MB です。Phyllopteryx taeniolatus のゲノム サイズは 637 Mb（♂）と約 648 Mb（♀）で、contigN50 は 18.0 Mb と 21.0 Mb です。系統解析によると、シードラゴンとアリゲーターヨウジウオはSingnathinaeの姉妹分類群であり、約2730万年前に分岐したことが判明した。進化上の新規性である葉のような付属器官からの転写プロファイルは、ヒレの発生に典型的に関与する一連の遺伝子が取り込まれているだけでなく、潜在的な組織修復遺伝子や免疫防御遺伝子の転写産物が豊富にあることを示している。シードラゴンとアリゲーターヨウジウオが共有する雄特異的なamhr2y遺伝子をコードする推定上の性決定遺伝子座が同定された。このプロジェクトは、適応進化の研究に重要な証拠を提供しました。
投稿日時: 2022 年 9 月 19 日