2021 m. BMKGENE stebėjo 31 de novo genomo tyrimą, sėkmingai paskelbtą didelio poveikio žurnaluose, kurių bendras poveikio faktorius viršija 320. 15 straipsnių buvo bendraautoriai, 4 iš jų buvo pirmieji BMKGENE autoriai.
Iškart po 2022 metų pradžios žurnaluose „Natural Genetics“ ir „Molecular Plant“ buvo paskelbti jau du moksliniai straipsniai.Jie yra tokie: „Du skirtingi haplotipai iš labai heterozigotinio ličių genomo rodo nepriklausomus ankstyvo ir vėlyvojo brandinimo kultūrų prijaukinimo įvykius“ (Ličių genomo tyrimai, kuriuos atliko Pietų Kinijos žemės ūkio universiteto Sodininkystės koledžas ir moksliniai bendradarbiai, paskelbti „Natural Genetics“. ) ir „Penkių Aegilops Sitopsis rūšių genomo sekos ir poliploidinio kviečių B subgenomo kilmė“ (Penkių Sitopsis rūšių genomas, kurį atliko Šiaurės rytų normaliojo universiteto profesoriaus Bao Liu tyrimų grupė.).Taip pat peržiūrėsime šiuos du straipsnius ir pasidalinsime su savo skaitytojais.
Dabar pažvelkime į puikius mokslinius straipsnius, paskelbtus 2021 m., kuriuos bendrai parašė BMK ir mūsų bendradarbiaujantys įrenginiai.
Augalų genomas – kelių rūšių proveržis.
1. Aukštos kokybės genomo rinkinys išryškina rugių genomines savybes ir agronomiškai svarbius genus
Bendradarbiavimo priemonė: Henano žemės ūkio universitetas
Žurnalas: Natural Genetics
Poveikio koeficientas: 38,31
Šiame projekte buvo sekvenuotas elitinės Kinijos rugių veislės Weining rugių genomas.Surinkti kontigai (7,74 Gb) sudarė 98,47% apskaičiuoto genomo dydžio (7,86 Gb), o 93,67% kontigų (7,25 Gb) buvo priskirti septynioms chromosomoms.Pasikartojantys elementai sudarė 90,31% surinkto genomo.Tolesnė Weining agregato analizė atskleidė naujos informacijos apie genomo masto genų dubliavimą ir jų poveikį krakmolo biosintezės genams, sudėtingų prolamino lokusų fizinę organizaciją, genų ekspresijos ypatybes, kuriomis grindžiamas ankstyvas galvos požymis, ir numanomus su prijaukinimu susijusius chromosomų regionus ir lokusus rugiuose.Ši genomo seka žada paspartinti rugių ir susijusių javų kultūrų genominius ir veisimo tyrimus.
2. Rožė be dyglių: genominės įžvalgos, susijusios su prisitaikymu prie drėgmės
Bendradarbiavo: Kinijos mokslų akademijos Kunmingo botanikos institutas
Žurnalas: National Science Review
Poveikio koeficientas: 17,273
Šiame projekte buvo surinkti 'Basye's Thornless' (BT, Rosa wichuraiana be dygliuotų veislių), 'Old Blush' (OB, rožių prijaukinimo genotipo pradininkas), jų F1 hibridų ir BCF1 pavyzdžiai.Taip pat buvo sukurtas aukštos kokybės etaloninis genomo rinkinys, skirtas nustatyti genetinius elementus, susijusius su stiebo dyglių vystymusi.Genomo dydis yra apie 530,6 Mb.Siekiant patikrinti surinkto genomo kokybę, buvo atlikta analizė, pvz., genetinio žemėlapio palyginimas, BUSCO, NGS skaitymai, palyginimas su OB haplotipu, sekos nustatymo bazės klaidų dažnio kontrolė ir genomo masto LTR surinkimo indekso vertės patikrinimas (LAI = 20,03).Šis tyrimas atskleidžia sudėtingą stiebo dyglių paveldėjimo modelį ir reguliavimo mechanizmą ir suteikė mums pagrindą bei naujus išteklius tirti rožių biologiją ir kasyklų molekulinius žymenis, susijusius su svarbiais bruožais.
3. Cucumis susintetintų allopoliploidų viso genomo seka atskleidžia alopoliploidizacijos genomo evoliucijos įžvalgas
Bendradarbiavimo priemonė: Nankino žemės ūkio universitetas
Žurnalas: Advanced Science
Poveikio koeficientas: 16,801
Šis tyrimas pranešė apie aukštos kokybės sintetinio alotetraploido genomą, gautą naudojant tarprūšinę agurko (C. sativus, 2n = 14) ir jo laukinių giminingų rūšių (C. hystrix, 2n = 24) hibridizaciją ir vėlesnį chromosomų dubliavimą, kuris yra pirmasis visiškai sekvenuotas sintetinis alopoliploidas.Surinkus genomą, buvo pritaikyta „PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina“ sekos darbo eiga, todėl genomo dydis buvo 530,8 Mb, o kontig N50 = 6,5 Mb.Skaitymai buvo priskirti 19 pseudochromosomų ir subgenomų.Rezultatai parodė, kad hibridizacija, o ne genomo dubliavimas, sukelia daugumą genominių pokyčių tiek branduoliniuose, tiek cp genomuose.Tai rodo, kad fiksuotas heterozigotiškumas padidina C. × hytivus prisitaikymą prie streso.Rezultatai suteikia naujų įžvalgų apie augalų poliploidijos evoliuciją ir siūlo perspektyvią veisimo strategiją būsimiems augalams.
4. Lyginamosios genomo analizės Pabrėžkite transpozonų sukeltą genomo plėtrą ir 3D genominio lankstymo medvilnėje evoliucinę architektūrą
Bendradarbiavimo priemonė: Huazhong žemės ūkio universitetas
Žurnalas: Molecular Biology and Evolution
Poveikio koeficientas: 16,242
Šiame projekte buvo naudojamas nanoporų sekvenavimas trijų medvilnės rūšių genomui surinkti: Gossypium rotundifolium (K2, genomo dydis = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, genomo dydis = 1,62 Gb, contigN69 = Mb) ir 11. G. raimondii (D5, genomo dydis = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Daugiau nei 99% visų trijų genomų buvo surinkti per Hi-C.BUSCO analizės rezultatai yra atitinkamai 92,5%, 93,9% ir 95,4%.Visi šie skaičiai parodė, kad trys surinkimo genomai yra etaloninio lygio.Lyginamosios genomo analizės dokumentavo linijai būdingo TE amplifikacijos detales, prisidedančias prie didelių genomo dydžio skirtumų.Šis tyrimas atskleidžia transpozonų sukelto genomo plėtimosi vaidmenį aukštesnės eilės chromatino struktūros evoliucijoje augaluose.
5. Miscanthus lutarioriparius genomo chromosomų mastelio surinkimas ir biomasės pasėlių analizė
Bendradarbiavimo priemonė: CAS Molekulinių augalų mokslų kompetencijos centras
Žurnalas: Nature Communications
Poveikio koeficientas: 14,912
Šis projektas pranešė apie chromosomų masto Miscanthus lutarioriparius genomo surinkimą, derinant Oksfordo nanopore sekos ir Hi-C technologijas.2,07 Gb rinkinys apima 96,64% genomo, o N50 yra 1,71 Mb.Apie 94,30% visų sekų buvo pritvirtintos prie 19 pseudochromosomų.Lyginant su BAC seka, LAI įvertinimu, BUSCO įvertinimu, pakartotiniu surinkimu su NGS duomenimis, pakartotinai surenkant transkripto duomenis, genomas buvo įvertintas kaip kokybiškas ir tęstinumas.Allotetraploidinė M. lutarioriparius kilmė patvirtinama naudojant centromerinius palydovinius pasikartojimus.M. lutarioriparius genų dublikatai yra funkcionalūs ne tik atsako į stresą, bet ir ląstelės sienelės biosintezės požiūriu.Genų dublikatai tikriausiai vaidina svarbų vaidmenį C4 fotosintezėje ir prisideda prie Miscanthus C4 fotosintezės žemoje temperatūroje.Tyrimas suteikė svarbią informaciją tiriant daugiamečius augalus.
6. Chromosomos lygio Camptotheca acuminata genomo rinkinys suteikia įžvalgų apie kamptotecino biosintezės evoliucinę kilmę
Bendradarbiavimo priemonė: Sičuano universitetas
Žurnalas: Nature Communications
Poveikio koeficientas: 14,912
Šis projektas pranešė apie aukštos kokybės chromosomų lygio C. acuminata genomo rinkinį, kurio genomo dydis yra 414,95 Mb, o N50 - 1,47 Mb.Mes nustatėme, kad C. acuminata patiria nepriklausomą viso genomo dubliavimąsi ir daugelis iš jo gaunamų genų yra susiję su kamptotecino biosinteze.Taigi LAMT geno funkcinis skirtumas ir teigiama dviejų SLAS genų evoliucija labai prisidėjo prie kamptotecino biosintezės C. acuminata.Rezultatai pabrėžė aukštos kokybės genomo surinkimo svarbą nustatant genetinius antrinio metabolito evoliucinės kilmės pokyčius.
7. Alelių apibrėžtas genomas atskleidžia dvialelinę diferenciaciją kasavos evoliucijos metu
Bendradarbiavimo priemonė: Kinijos atogrąžų žemės ūkio mokslų akademija
Žurnalas: Molecular Plant
Poveikio koeficientas: 13,162
Šis projektas surinko etaloninį maniokos genomą su contigN50 1,1 Mb naudojant Pacific Biosciences (PacBio) sekos nustatymo platformą.Įvertinus BUSCO, LAI indeksą ir didelio tankio genetinį žemėlapį, surinktas genomas patvirtinamas kaip atskaitos laipsnis.Pertekliniai regionai buvo nustatyti, o kontigtai buvo pritvirtinti prie 18 pseudochromosomų, naudojant Hi-C nuorodas.Šis aukštos kokybės ir alelių apibrėžtas etaloninis kasavos genomas yra vertingas nustatant skirtingus bi-alelius homologinėse chromosomose, leidžiančius ištirti dvialelių diferenciaciją ir ekspresijos dominavimą bei jų pagrindines evoliucines jėgas.Tai palengvino novatoriškas maniokų ir kitų labai heterozigotinių kultūrų veisimo strategijas.
8. Genominės įžvalgos apie greitą paulonijų augimą ir Paulownia raganų šluotos formavimąsi
Bendradarbiavimo priemonė: Henano žemės ūkio universitetas
Žurnalas: Molecular Plant
Poveikio koeficientas: 13,162
Šis projektas surinko aukštos kokybės 511,6 Mb dydžio Paulownia fortunei branduolinį genomą, kuriame 93,2% sekų buvo pritvirtinta prie 20 pseudochromosomų.Didesnis fotosintezės efektyvumas pasiekiamas integruojant C3 fotosintezę ir vėžinių rūgščių metabolizmo kelią, kuris galėjo prisidėti prie itin greito paulownia medžių augimo įpročio.Papildomas PaWB fitoplazmos genomo sekos nustatymas kartu su funkcinėmis analizėmis parodė, kad efektorius PaWB-SAP54 tiesiogiai sąveikauja su Paulownia PfSPLa, o tai savo ruožtu sukelia PfSPLa degradaciją ubikvitino sukeltu keliu ir veda prie raganų šluotos susidarymo.Duomenys suteikė reikšmingų įžvalgų apie paulownijų biologiją ir PaWB formavimosi reguliavimo mechanizmą.
Gyvūnų genomas – gilios rūšies evoliucijos įžvalgos
1. Nautilus pompilius genomas apšviečia akių evoliuciją ir biomineralizaciją
Bendradarbiavimo objektas: Pietų Kinijos jūros okeanologijos institutas, CAS
Žurnalas: Natural Ecology & Evolution
Poveikio koeficientas: 15,462
Šis projektas pristatė visą Nautilus pompilius genomą.Jis turi minimalistinį genomą tarp sekvenuotų galvakojų, kuris yra 730,58 Mb, o contigN50 = 1,1 Mb.BUSCO vertinimo rezultatas – 91,31 proc.Kartu su transkripto, proteomo, genų šeimos ir filogenetine analize šis genomas suteikė pagrindinę nuorodą į galvakojų naujoves, tokias kaip pinhole akis ir biomineralizacija.Tyrimas parodė, kad žala Hox genų klasterio užbaigtumui gali būti susijusi su moliuskų kiauto išnykimu.Svarbu tai, kad kelios genominės naujovės, įskaitant genų praradimą, nepriklausomą konkrečių genų šeimų susitraukimą ir išplėtimą bei su jais susijusius reguliavimo tinklus, greičiausiai suformavo nautilus pinhole akies evoliuciją.Nautilus genomas buvo vertingas šaltinis atkuriant evoliucijos scenarijus ir genomo naujoves, kurios formuoja išlikusius galvakojus.
2. Seadragon genomo analizė suteikia įžvalgų apie jo fenotipą ir lyties nustatymo lokusą
Bendradarbiavimo objektas: Pietų Kinijos jūros okeanologijos institutas, CAS
Žurnalas: Science Advances
Poveikio koeficientas: 14,132
Šiame projekte de novo buvo sekvenuoti paprastosios jūros dumblų (Phyllopteryx taeniolatus) ir su jais artimai susijusios rūšies – pypkės (Syngnathoides biaculatus) – patinų ir patelių genomai.Phyllopteryx taeniolatus genomo dydis yra ~ 659 Mb (♂) ir ~ 663 Mb (♀), o contigN50 yra 10,0 Mb ir 12,1 mb.Phyllopteryx taeniolatus genomo dydis yra 637 Mb (♂) ir ~ 648 Mb (♀), o contigN50 yra 18,0 Mb ir 21,0 Mb.Atliekant filogenetinę analizę, paprastasis sraigtasparnis ir aligatorius yra Syngnathinae seserinis taksonas, kuris išsiskyrė maždaug prieš 27,3 mln.Evoliucinės naujovės – į lapus panašių priedų – transkripcijos profiliai rodo, kad buvo pasirinktas genų, paprastai dalyvaujančių pelekų vystyme, rinkinys, taip pat galimas audinių atstatymo ir imuninės gynybos genų transkriptų praturtinimas.Nustatytas spėjamas lytį lemiantis lokusas, koduojantis patinams būdingą amhr2y geną, kurį dalijasi paprastosios žuvys ir aligatoriai.Šis projektas suteikė kritinių įrodymų adaptyviosios evoliucijos tyrimams.
Paskelbimo laikas: 2022-09-19