2021. gadā BMKGENE piedzīvoja 31 De novo genoma pētījumu, kas veiksmīgi publicēts augstas ietekmes žurnālos ar kopējo ietekmes faktoru virs 320. 15 no rakstiem bija līdzautori, 4 no tiem bija BMKGENE līdzautori kā pirmie autori.
Uzreiz pēc 2022. gada sākuma žurnālos “Natural Genetics” un “Molecular Plant” ir publicēti jau divi zinātniski raksti.Tie ir šādi: “Divi atšķirīgi haplotipi no ļoti heterozigota ličī genoma liecina par neatkarīgiem pieradināšanas notikumiem agrīnā un vēlīnā nobriešanas šķirnēs” (Ličijas genoma pētījumi, ko veica Dienvidķīnas Lauksaimniecības universitātes Dārzkopības koledža un zinātniskie līdzstrādnieki, publicēts vietnē Natural Genetics. ) un "Piecu Aegilops Sitopsis sugu genoma sekvences un poliploīdā kviešu B-subgenoma izcelsme" (piecu Sitopsis sugu genoms, ko veica profesora Bao Liu pētnieku grupa no Ziemeļaustrumu normālās universitātes.).Mēs arī pārskatīsim šos divus rakstus un dalīsimies ar saviem lasītājiem.
Tagad apskatīsim izcilos pētnieciskos rakstus, kas publicēti par 2021. gadu un ko līdzautori ir BMK un mūsu sadarbības iestādes.
Augu genoms — sasniegumi vairāku sugu jomā.
1. Augstas kvalitātes genoma komplekts izceļ rudzu genoma īpašības un agronomiski svarīgus gēnus
Sadarbības iestāde: Henanas Lauksaimniecības universitāte
Žurnāls: Natural Genetics
Ietekmes koeficients: 38,31
Šajā projektā tika sekvencēts elitārās Ķīnas rudzu šķirnes Weining rudzu genoms.Samontētie kontigi (7, 74 Gb) veidoja 98, 47% no aplēstā genoma lieluma (7, 86 Gb), un 93, 67% kontigu (7, 25 Gb) tika piešķirti septiņām hromosomām.Atkārtoti elementi veidoja 90, 31% no samontētā genoma.Turpmākās Weining montāžas analīzes atklāja jaunu informāciju par genoma mēroga gēnu dublēšanos un to ietekmi uz cietes biosintēzes gēniem, sarežģītu prolamīna lokusu fizisko organizāciju, gēnu ekspresijas iezīmēm, kas ir pamatā agrīnās virziena iezīmes, un domājamiem ar pieradināšanu saistītiem hromosomu reģioniem un lokusiem rudzos.Šī genoma secība sola paātrināt genoma un selekcijas pētījumus rudzos un radniecīgās labības kultūrās.
2. Roze bez dzeloņstieņiem: genoma atziņas, kas saistītas ar mitruma pielāgošanos
Sadarbības iestāde: Ķīnas Zinātņu akadēmijas Kunmingas Botānikas institūts
Žurnāls: National Science Review
Ietekmes koeficients: 17,273
Šajā projektā tika savākti 'Basye's Thornless' (BT, Rosa wichuraiana šķirne bez ērkšķiem), 'Old Blush' (OB, rožu pieradināšanas genotipa pamatlicējs), to F1 hibrīdu un BCF1 paraugi.Un tika izveidots augstas kvalitātes atsauces genoma komplekts, lai identificētu ģenētiskos elementus, kas saistīti ar stublāju durtiņu attīstību.Genoma izmērs ir aptuveni 530,6 Mb.Lai pārbaudītu samontētā genoma kvalitāti, tika veikta analīze, piemēram, ģenētiskās kartes salīdzinājums, BUSCO, NGS nolasījumu atkārtota montāža, salīdzināšana ar OB haplotipu, sekvencēšanas bāzes kļūdu līmeņa kontrole un genoma mēroga LTR montāžas indeksa vērtību pārbaude (LAI = 20, 03).Šis pētījums atklāj stublāju durstīšanas sarežģīto mantojuma modeli un regulējošo mehānismu un sniedza mums pamatu un jaunus resursus, lai pētītu rožu bioloģiju un raktuvju molekulāros marķierus, kas saistīti ar svarīgām iezīmēm.
3. Cucumis sintezēto allopoliploīdu visa genoma secība sniedz ieskatu allopoliploidizācijas genoma evolūcijā
Sadarbības iestāde: Naņdzjinas Lauksaimniecības universitāte
Žurnāls: Advanced Science
Ietekmes koeficients: 16,801
Šajā pētījumā tika ziņots par sintētiskā allotetraploīda augstas kvalitātes genomu, kas iegūts, izmantojot starpsugu hibridizāciju starp gurķi (C. sativus, 2n = 14) un tā savvaļas radinieku sugām (C. hystrix, 2n = 24) un sekojošu hromosomu dublēšanos, kas ir pirmā pilnībā sekvencēts sintētiskais allopoliploīds.Genoma montāža izmantoja “PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina” sekvencēšanas darbplūsmu, kā rezultātā genoma izmērs bija 530,8 Mb un kontigs N50 = 6,5 Mb.Nolasījumi tika piešķirti 19 pseidohromosomām un subgenomiem.Rezultāti norādīja, ka hibridizācija, nevis genoma dublēšanās, izraisa lielāko daļu genoma izmaiņu gan kodolenerģijas, gan cp genomos.Tas liecināja, ka fiksētā heterozigotitāte nodrošina C. × hytivus pastiprinātu stresa adaptāciju.Rezultāti sniedz jaunu ieskatu augu poliploidijas evolūcijā un piedāvā perspektīvu audzēšanas stratēģiju nākotnes kultūrām.
4. Salīdzinošās genoma analīzes Izcelt transposonu izraisītu genoma paplašināšanos un 3D genoma locīšanas kokvilnas evolūcijas arhitektūru
Sadarbības iestāde: Huazhong Lauksaimniecības universitāte
Žurnāls: Molecular Biology and Evolution
Ietekmes koeficients: 16,242
Šajā projektā tika izmantota nanoporu sekvencēšana, lai apkopotu trīs kokvilnas sugu genomu, proti: Gossypium rotundifolium (K2, genoma izmērs = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, genoma izmērs = 1,62 Gb, contigN50 = Mb) un 11. G. raimondii (D5, genoma izmērs = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Vairāk nekā 99% no visiem trim genomiem tika samontēti, izmantojot Hi-C.BUSCO analīzes rezultāti ir attiecīgi 92,5%, 93,9% un 95,4%.Visi šie skaitļi norādīja, ka trīs montāžas genomi ir atsauces līmeņa.Salīdzinošās genoma analīzes dokumentēja sīkāku informāciju par ciltsrakstiem raksturīgo TE amplifikācijas informāciju, kas veicina lielās genoma lieluma atšķirības.Šis pētījums atklāj transpozonu izraisītas genoma paplašināšanās lomu augstākas kārtas hromatīna struktūras attīstībā augos.
5. Biomasas kultūraugu Miscanthus lutarioriparius genoma hromosomu mēroga montāža un analīze
Sadarbības iestāde: CAS Molekulāro augu zinātņu izcilības centrs
Žurnāls: Nature Communications
Ietekmes koeficients: 14,912
Šajā projektā tika ziņots par Miscanthus lutarioriparius genoma hromosomu mēroga montāžu, apvienojot Oksfordas Nanopore sekvencēšanu un Hi-C tehnoloģijas.2,07 Gb komplekts aptver 96,64% genoma, un N50 kontigs ir 1,71 Mb.Apmēram 94, 30% no kopējām sekvencēm tika noenkurotas 19 pseidohromosomās.Salīdzinot ar BAC secību, LAI novērtējumu, BUSCO novērtējumu, atkārtotu montāžu ar NGS datiem, transkripta datu atkārtotu apkopošanu, genoms tika novērtēts kā kvalitatīvs un nepārtraukts.M. lutarioriparius allotetraploīdā izcelsme tiek apstiprināta, izmantojot centromēriskus satelīta atkārtojumus.M. lutarioriparius tandēma dublikātu gēni ir funkcionāli bagātināti ne tikai ar stresa reakciju, bet arī ar šūnu sienas biosintēzi.Gēnu dublikātiem, iespējams, ir nozīme C4 fotosintēzē un tie veicina Miscanthus C4 fotosintēzi zemā temperatūrā.Pētījums sniedza svarīgu atsauci daudzgadīgo augu pētīšanai.
6. Hromosomu līmeņa Camptotheca acuminata genoma komplekts sniedz ieskatu kamptotecīna biosintēzes evolucionārajā izcelsmē
Sadarbības iestāde: Sičuaņas Universitāte
Žurnāls: Nature Communications
Ietekmes koeficients: 14,912
Šis projekts ziņoja par augstas kvalitātes hromosomu līmeņa C. acuminata genoma komplektu ar genoma izmēru 414,95 Mb un contingN50 1,47 Mb.Mēs atklājām, ka C. acuminata piedzīvo neatkarīgu visa genoma dublēšanos un daudzi no tā iegūtie gēni ir saistīti ar kamptotecīna biosintēzi.Tāpēc LAMT gēna funkcionālā atšķirība un divu SLAS gēnu pozitīvā evolūcija lielā mērā veicināja kamptotecīna biosintēzi C. acuminata.Rezultāti uzsvēra augstas kvalitātes genoma montāžas nozīmi, nosakot ģenētiskās izmaiņas sekundārā metabolīta evolūcijas izcelsmē.
7. Alēles definēts genoms atklāj bialēlisku diferenciāciju maniokas evolūcijas laikā
Sadarbības objekts: Ķīnas Tropu lauksaimniecības zinātņu akadēmija
Žurnāls: Molecular Plant
Ietekmes koeficients: 13,162
Izmantojot Pacific Biosciences (PacBio) sekvencēšanas platformu, šajā projektā tika apkopots maniokas atsauces genoms ar contigN50 1,1 Mb.Pēc BUSCO, LAI indeksa un augsta blīvuma ģenētiskās kartes novērtējuma samontētais genoms tiek apstiprināts kā atsauces pakāpe.Tika identificēti liekie reģioni un kontigi tika piestiprināti 18 pseidohromosomām, izmantojot Hi-C saites.Šis augstas kvalitātes un alēļu definētais maniokas atsauces genoms ir vērtīgs, lai identificētu atšķirīgas bi-alēles homologās hromosomās, ļaujot izpētīt bi-alēļu diferenciāciju un ekspresijas dominējošo stāvokli un to pamatā esošos evolūcijas virzītājspēkus.Tas veicināja novatoriskas audzēšanas stratēģijas maniokām un citām ļoti heterozigotām kultūrām.
8. Genomisks ieskats paulovniju straujajā augšanā un Paulownia raganu slotas veidošanā
Sadarbības iestāde: Henanas Lauksaimniecības universitāte
Žurnāls: Molecular Plant
Ietekmes koeficients: 13,162
Šis projekts apkopoja augstas kvalitātes Paulownia fortunei kodolgenomu, kura izmērs ir 511, 6 Mb, un 93, 2% no sekvencēm bija noenkurotas 20 pseidohromosomās.Augstāka fotosintētiskā efektivitāte tiek panākta, integrējot C3 fotosintēzi un kraujas skābes metabolisma ceļu, kas, iespējams, ir veicinājis paulownia koku ārkārtīgi straujo augšanas ieradumu.Papildu PaWB fitoplazmas genoma sekvencēšana apvienojumā ar funkcionālām analīzēm liecināja, ka efektors PaWB-SAP54 tieši mijiedarbojas ar Paulownia PfSPLa, kas savukārt izraisa PfSPLa degradāciju ar ubikvitīna mediēto ceļu un noved pie raganu slotas veidošanās.Dati sniedza nozīmīgu ieskatu paulovniju bioloģijā un PaWB veidošanās regulēšanas mehānismā.
Dzīvnieku genoms — dziļš ieskats sugu evolūcijā
1. Nautilus pompilius genoms izgaismo acu evolūciju un biomineralizāciju
Sadarbības iestāde: Dienvidķīnas jūras okeanoloģijas institūts, CAS
Žurnāls: Dabas ekoloģija un evolūcija
Ietekmes koeficients: 15,462
Šis projekts piedāvāja pilnīgu Nautilus pompilius genomu.Tam ir minimālisma genoms starp sekvencētiem galvkājiem, kas ir 730,58 Mb ar contigN50 = 1,1 Mb.BUSCO vērtējuma rezultāts ir 91,31%.Apvienojumā ar transkriptu, proteomu, gēnu saimi un filoģenētisko analīzi šis genoms sniedza būtisku atsauci uz galvkāju jauninājumiem, piemēram, adatas cauruma aci un biomineralizāciju.Pētījums liecināja, ka Hox gēnu klastera pilnīguma bojājums varētu būt saistīts ar gliemju čaumalas pazušanu.Svarīgi, ka vairākas genoma inovācijas, tostarp gēnu zudumi, neatkarīga konkrēto gēnu ģimeņu un ar tām saistīto regulējošo tīklu paplašināšanās, iespējams, veidoja nautilus pinhole acs attīstību.Nautilus genoms bija vērtīgs resurss evolūcijas scenāriju un genoma jauninājumu rekonstrukcijai, kas veido esošos galvkājus.
2. Jūras pūķa genoma analīze sniedz ieskatu tā fenotipā un dzimuma noteikšanas lokusā
Sadarbības iestāde: Dienvidķīnas jūras okeanoloģijas institūts, CAS
Žurnāls: Science Advances
Ietekmes koeficients: 14,132
Šis projekts de novo sekvencēja parastā jūras spārna (Phyllopteryx taeniolatus) un ar to cieši saistītās sugas aligatora zivju (Syngnathoides biaculeatus) vīriešu un sieviešu genomus.Phyllopteryx taeniolatus genoma izmērs ir ~ 659 Mb (♂) un ~ 663 Mb (♀), ar contigN50 10,0 Mb un 12,1 mb.Phyllopteryx taeniolatus genoma lielums ir 637 Mb (♂) un ~ 648 Mb (♀), ar contigN50 18,0 Mb un 21,0 Mb.Izmantojot filoģenētisko analīzi, parastais jūras spārns un aligatora pīpes ir Syngnathinae māsas taksoni, un tie atšķīrās apmēram pirms 27,3 miljoniem.Transkripcijas profili no evolūcijas jaunumiem, lapām līdzīgiem piedēkļiem, liecina, ka ir izvēlēts gēnu kopums, kas parasti ir iesaistīts spuru attīstībā, kā arī transkriptu bagātināšana potenciālajiem audu remonta un imūnās aizsardzības gēniem.Tika identificēts iespējamais dzimumu noteicošais lokuss, kas kodē tēviņiem raksturīgu amhr2y gēnu, kas ir kopīgs parastajām sīdragona un aligatora pīpēdzivīm.Šis projekts sniedza kritiskus pierādījumus adaptīvās evolūcijas pētījumiem.
Izlikšanas laiks: 19. septembris 2022