Em 2021, BMKGENE testemunhou 31 pesquisas de genoma De novo publicadas com sucesso em periódicos de alto impacto com fatores de impacto totais acima de 320. 15 dos artigos foram de coautoria, 4 deles foram de coautoria como os primeiros autores de BMKGENE
Logo após o início do ano de 2022, já havia dois artigos de pesquisa publicados nas revistas “Natural Genetics” e “Molecular Plant” respectivamente.Eles são: “Dois haplótipos divergentes de um genoma de lichia altamente heterozigoto sugerem eventos de domesticação independentes para cultivares de maturação precoce e tardia” (pesquisa do genoma da lichia, conduzida pela Faculdade de Horticultura, Universidade Agrícola do Sul da China e colaboradores científicos, publicada na Natural Genetics. ) e “Sequências do genoma das cinco espécies Sitopsis de Aegilops e a origem do subgenoma B poliplóide do trigo” (genoma de cinco espécies Sitopsis, conduzido pela equipe de pesquisa do professor Bao Liu da Northeast Normal University).Também revisaremos esses dois artigos e compartilharemos com nossos leitores.
Agora, vamos dar uma olhada nos excelentes artigos de pesquisa publicados em 2021, em coautoria da BMK e de nossas instalações colaborativas.
Genoma Vegetal – Avanços em múltiplas espécies.
1. Uma montagem de genoma de alta qualidade destaca características genômicas do centeio e genes agronomicamente importantes
Instalação Colaborada: Universidade Agrícola de Henan
Revista: Genética Natural
Fator de Impacto: 38,31
Neste projeto, o genoma do centeio Weining, uma variedade de centeio chinesa de elite, foi sequenciado.Os contigs montados (7,74 Gb) representaram 98,47% do tamanho estimado do genoma (7,86 Gb), com 93,67% dos contigs (7,25 Gb) atribuídos a sete cromossomos.Elementos repetitivos constituíram 90,31% do genoma montado.Análises adicionais da montagem de Weining lançaram nova luz sobre duplicações genéticas em todo o genoma e seu impacto nos genes da biossíntese de amido, organização física de loci complexos de prolamina, características de expressão gênica subjacentes ao traço de título inicial e supostas regiões e loci cromossômicos associados à domesticação no centeio.Esta sequência do genoma promete acelerar os estudos genômicos e de melhoramento em centeio e cereais relacionados.
2.Rosa sem espinhos: insights genômicos ligados à adaptação à umidade
Instalação Colaborada: Instituto de Botânica de Kunming, Academia Chinesa de Ciências
Revista: Revisão Nacional de Ciência
Fator de Impacto: 17.273
Neste projeto, foram coletadas amostras de 'Basye's Thornless' (BT, uma cultivar livre de espinhos de Rosa wichuraiana), 'Old Blush' (OB, um genótipo fundador na domesticação de rosas), seus híbridos F1 e BCF1.E um conjunto de genoma de referência de alta qualidade foi gerado para identificar elementos genéticos relacionados ao desenvolvimento do espinho do caule.O tamanho do genoma é de cerca de 530,6 Mb.Para verificar a qualidade do genoma montado, foram realizadas análises como comparação de mapas genéticos, BUSCO, NGS lê remontagem, comparação com haplótipo OB, controle de taxa de erro de base de sequenciamento e verificação do valor do índice de montagem LTR em todo o genoma (LAI = 20,03).Esta pesquisa revela o complexo padrão de herança e o mecanismo regulatório dos espinhos do caule e nos forneceu uma base e novos recursos para estudar a biologia das rosas e extrair marcadores moleculares associados a características importantes.
3. Sequência do genoma completo de alopoliplóides sintetizados em Cucumis revela insights sobre a evolução do genoma da alopoliploidização
Instalação Colaborada: Universidade Agrícola de Nanjing
Revista: Ciência Avançada
Fator de Impacto: 16.801
Este estudo relatou o genoma de alta qualidade de um alotetraplóide sintético obtido usando hibridização interespecífica entre pepino (C. sativus, 2n = 14) e suas espécies relativas selvagens (C. hystrix, 2n = 24) e subsequente duplicação cromossômica, que é a primeira alopoliplóide sintético totalmente sequenciado.A montagem do genoma aplicou o fluxo de trabalho de sequenciamento “PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina”, resultou em tamanho de genoma de 530,8Mb e contig N50 = 6,5Mb.As leituras foram atribuídas a 19 pseudocromossomos e subgenomas.Os resultados indicaram que a hibridização, em vez da duplicação do genoma, causa a maioria das alterações genômicas nos genomas nuclear e cp.Sugeriu que a heterozigosidade fixa proporciona ao C.×hytivus maior adaptação ao estresse.Os resultados fornecem novos insights sobre a evolução da poliploidia das plantas e oferecem uma estratégia de melhoramento prospectiva para culturas futuras.
4. Análises comparativas do genoma destacam a expansão do genoma mediada por transposon e a arquitetura evolutiva do dobramento genômico 3D em algodão
Instalação Colaborada: Universidade Agrícola de Huazhong
Revista: Biologia Molecular e Evolução
Fator de Impacto: 16,242
Este projeto utilizou o sequenciamento Nanopore para montar o genoma de três espécies de algodão, a saber: Gossypium rotundifolium (K2, tamanho do genoma = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, tamanho do genoma = 1,62 Gb, contigN50 = 11,69 Mb) e G. raimondii (D5, tamanho do genoma = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Mais de 99% de todos os três genomas foram montados através do Hi-C.Os resultados da análise BUSCO são 92,5%, 93,9% e 95,4% respectivamente.Todos esses números indicaram que os três genomas de montagem são de grau de referência.Análises comparativas do genoma documentaram os detalhes da amplificação de TE específica da linhagem, contribuindo para as grandes diferenças de tamanho do genoma.Este estudo lança luz sobre o papel da expansão do genoma mediada por transposon na evolução da estrutura da cromatina de ordem superior nas plantas.
5. Montagem e análise em escala cromossômica do genoma da cultura de biomassa Miscanthus lutarioriparius
Instalação Colaborada: CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences
Jornal: Nature Communications
Fator de Impacto: 14,912
Este projeto relatou uma montagem em escala cromossômica do genoma de Miscanthus lutarioriparius, combinando o sequenciamento Oxford Nanopore e as tecnologias Hi-C.A montagem de 2,07 Gb cobre 96,64% do genoma, com contig N50 de 1,71 Mb.Cerca de 94,30% do total de sequências estavam ancoradas em 19 pseudocromossomos.Através da comparação com a sequência BAC, avaliação LAI, avaliação BUSCO, remontagem com dados NGS, remontagem de dados do transcriptoma, o genoma foi avaliado como de alta qualidade e continuidade.A origem alotetraplóide de M. lutarioriparius é confirmada usando repetições de satélites centroméricos.Genes duplicados em tandem de M. lutarioriparius são enriquecidos funcionalmente não apenas em termos relacionados à resposta ao estresse, mas também à biossíntese da parede celular.As duplicatas genéticas provavelmente desempenham um papel na fotossíntese C4 e contribuem para a fotossíntese de Miscanthus C4 em baixa temperatura.A pesquisa forneceu importante referência para o estudo de plantas perenes.
6. Uma montagem do genoma da Camptotheca acuminata em nível de cromossomo fornece insights sobre a origem evolutiva da biossíntese da camptotecina
Instalação Colaborada: Universidade de Sichuan
Jornal: Nature Communications
Fator de Impacto: 14,912
Este projeto relatou uma montagem do genoma de C. acuminata em nível de cromossomo de alta qualidade, com tamanho de genoma de 414,95 Mb e contingN50 de 1,47 Mb.Descobrimos que C. acuminata experimenta uma duplicação independente de todo o genoma e numerosos genes derivados dela estão relacionados à biossíntese de camptotecina.A divergência funcional do gene LAMT e a evolução positiva de dois genes SLAS, portanto, contribuíram grandemente para a biossíntese da camptotecina em C. acuminata.Os resultados enfatizaram a importância da montagem do genoma de alta qualidade na identificação de alterações genéticas na origem evolutiva de um metabólito secundário.
7. Genoma definido por alelo revela diferenciação bialélica durante a evolução da mandioca
Instalação Colaborada: Academia Chinesa de Ciências Agrícolas Tropicais
Diário: Planta Molecular
Fator de Impacto: 13,162
Este projeto montou um genoma de referência para mandioca com contigN50 1.1Mb usando a plataforma de sequenciamento Pacific Biosciences (PacBio).Após avaliação por BUSCO, índice LAI e mapa genético de alta densidade, o genoma montado é confirmado como grau de referência.As regiões redundantes foram identificadas e os contigs foram ancorados em 18 pseudocromossomos usando links Hi-C.Este genoma de referência de alta qualidade e definido por alelos para mandioca é valioso na identificação de bi-alelos divergentes em cromossomos homólogos, permitindo explorar a diferenciação e a dominância de expressão de bi-alelos e suas forças motrizes evolutivas subjacentes.Facilitou estratégias inovadoras de melhoramento da mandioca e de outras culturas altamente heterozigóticas.
8. Insights genômicos sobre o rápido crescimento das paulownias e a formação da vassoura de bruxa Paulownia
Instalação Colaborada: Universidade Agrícola de Henan
Diário: Planta Molecular
Fator de Impacto: 13,162
Este projeto montou um genoma nuclear de Paulownia fortunei de alta qualidade, com 511,6 Mb de tamanho, com 93,2% das sequências ancoradas em 20 pseudocromossomos.Maior eficiência fotossintética é alcançada através da integração da fotossíntese C3 e da via do metabolismo ácido das crassuláceas, o que pode ter contribuído para o hábito de crescimento extremamente rápido das árvores paulownia.O sequenciamento adicional do genoma do fitoplasma PaWB, combinado com análises funcionais, indicou que o efetor PaWB-SAP54 interage diretamente com Paulownia PfSPLa, que por sua vez causa a degradação de PfSPLa pela via mediada pela ubiquitina e leva à formação de vassoura de bruxa.Os dados forneceram insights significativos sobre a biologia das paulownias e o mecanismo regulatório para a formação do PaWB.
Genoma animal – Insights profundos sobre a evolução das espécies
1.O genoma do Nautilus pompilius ilumina a evolução do olho e a biomineralização
Instalação Colaborada: Instituto de Oceanologia do Mar da China Meridional, CAS
Revista: Ecologia Natural e evolução
Fator de Impacto: 15.462
Este projeto apresentou um genoma completo para Nautilus pompilius.Possui o genoma minimalista entre os cefalópodes sequenciados, que é 730,58Mb com contigN50 = 1,1Mb.O resultado da avaliação BUSCO é de 91,31%.Combinado com transcriptoma, proteoma, família de genes e análise filogenética, este genoma forneceu uma referência fundamental em inovações de cefalópodes, como o olho pinhole e a biomineralização.A pesquisa indicou que os danos na integridade do agrupamento de genes Hox podem estar relacionados ao desaparecimento da concha dos moluscos.É importante ressaltar que múltiplas inovações genômicas, incluindo perdas genéticas, contração independente e expansão de famílias genéticas específicas e suas redes regulatórias associadas, provavelmente moldaram a evolução do olho pinhole do nautilus.O genoma do nautilus constituiu um recurso valioso para reconstruir os cenários evolutivos e as inovações genômicas que moldam os cefalópodes existentes.
2. A análise do genoma do Seadragon fornece insights sobre seu fenótipo e locus de determinação do sexo
Instalação Colaborada: Instituto de Oceanologia do Mar da China Meridional, CAS
Revista: Avanços da Ciência
Fator de Impacto: 14,132
Este projeto sequenciou de novo os genomas masculinos e femininos do dragão marinho comum (Phyllopteryx taeniolatus) e de suas espécies intimamente relacionadas, o peixe-jacaré (Syngnathoides biaculeatus).O tamanho do genoma de Phyllopteryx taeniolatus é ~659 Mb（♂）e ~663 Mb（♀）, com contigN50 de 10,0Mb e 12,1mb.o tamanho do genoma de Phyllopteryx taeniolatus é 637 Mb（♂）e ~648 Mb（♀）, com contigN50 de 18,0Mb e 21,0Mb.Através da análise filogenética, o dragão-marinho comum e o peixe-jacaré são táxons irmãos de Syngnathinae e divergiram há cerca de 27,3 milhões de anos.Perfis de transcrição de uma novidade evolutiva, os apêndices semelhantes a folhas, mostram que um conjunto de genes tipicamente envolvidos no desenvolvimento de barbatanas foi cooptado, bem como um enriquecimento de transcrições para potencial reparo de tecidos e genes de defesa imunológica.Um suposto locus determinante do sexo que codifica um gene amhr2y específico do macho, compartilhado pelo dragão-marinho comum e pelo peixe-jacaré, foi identificado.Este projeto forneceu evidências críticas para estudos de evolução adaptativa.
Horário da postagem: 19 de setembro de 2022