În 2021, BMKGENE a asistat la 31 de cercetări de novo asupra genomului publicate cu succes în reviste de mare impact, cu factori de impact totali de peste 320. 15 dintre articole au fost coautorizate, 4 dintre ele au fost co-autori ca primii autori de BMKGENE
Imediat după începutul anului 2022, au existat deja două articole de cercetare publicate în revista „Natural Genetics” și, respectiv, „Molecular Plant”.Acestea sunt: „Două haplotipuri divergente dintr-un genom de litchi extrem de heterozigot sugerează evenimente independente de domesticire pentru soiurile cu maturare timpurie și târzie” (Cercetarea genomului Lychee, condusă de College of Horticulture, Universitatea de Agricultură din China de Sud și colaboratori științifici, publicate pe Natural Genetics. ), și „Secvențe de genom ale celor cinci specii de Sitopsis de Aegilops și originea subgenomului B poliploid de grâu” (Genomul de cinci specii de Sitopsis, condus de echipa de cercetare a profesorului Bao Liu de la Universitatea Normală de Nord-Est.).De asemenea, vom revizui aceste două articole și vom împărtăși cititorilor noștri.
Acum, să aruncăm o privire la articolele excelente de cercetare publicate în 2021, în colaborare cu BMK și facilitățile noastre colaborate.
Genomul plantelor - Descoperiri pe mai multe specii.
1. Un ansamblu de genom de înaltă calitate evidențiază caracteristicile genomice ale secară și genele importante din punct de vedere agronomic
Unitate colaborată: Universitatea Agricolă din Henan
Jurnal: Genetica naturală
Factorul de impact: 38,31
În acest proiect, a fost secvențiat genomul de secară Weining, o varietate de elită chinezească de secară.Conturile asamblate (7,74 Gb) au reprezentat 98,47% din dimensiunea estimată a genomului (7,86 Gb), cu 93,67% din contig (7,25 Gb) alocați la șapte cromozomi.Elementele repetitive au constituit 90,31% din genomul asamblat.Analize ulterioare ale ansamblului Weining aruncă o lumină nouă asupra dublărilor genelor la nivelul întregului genom și asupra impactului lor asupra genelor de biosinteză a amidonului, organizarea fizică a loci prolamine complexe, caracteristicile expresiei genice care stau la baza trăsăturii timpurii și regiunile cromozomiale și loci asociate cu domesticirea presupuselor din secară.Această secvență a genomului promite să accelereze studiile genomice și de reproducere în culturile de secară și cereale aferente.
2. Trandafir fără înțepătură: cunoștințe genomice legate de adaptarea la umiditate
Unitate colaborată: Institutul de botanică Kunming, Academia Chineză de Științe
Jurnal: National Science Review
Factorul de impact: 17.273
În acest proiect, au fost colectate mostre de „Basye’s Thornless” (BT, un soi fără înțepături de Rosa wichuraiana), „Old Blush” (OB, un genotip fondator în domesticirea trandafirilor), hibrizii lor F1 și BCF1.Și a fost generat un ansamblu genom de referință de înaltă calitate pentru a identifica elementele genetice legate de dezvoltarea înțepăturii tulpinii.Dimensiunea genomului este de aproximativ 530,6 Mb.Pentru a verifica calitatea genomului asamblat, s-au efectuat analize precum compararea hărții genetice, reasamblarea citirilor BUSCO, NGS, compararea cu haplotipul OB, controlul ratei de eroare de bază de secvențiere și verificarea valorii indicelui de asamblare LTR la nivelul genomului (LAI=20,03).Această cercetare dezvăluie modelul complex de moștenire și mecanismul de reglementare al înțepăturilor tulpinilor și ne-a oferit o bază și resurse noi pentru a studia biologia trandafirilor și markerii moleculari ai minei asociați cu trăsături importante.
3. Secvența întregului genom de alopoliploizi sintetizat în Cucumis dezvăluie perspective asupra evoluției genomului alopoliploidizării
Facilitate colaborată: Universitatea Agricolă Nanjing
Jurnal: Advanced Science
Factorul de impact: 16.801
Acest studiu a raportat genomul de înaltă calitate al unui alotetraploid sintetic obținut prin hibridizarea interspecifică între castraveți (C. sativus, 2n = 14) și speciile sale rude sălbatice (C. hystrix, 2n = 24) și duplicarea ulterioară a cromozomilor, care este prima alopoliploid sintetic complet secvențial.Asamblarea genomului a aplicat fluxul de lucru al secvențierii „PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina”, a dus la o dimensiune a genomului de 530,8Mb și contig N50 = 6,5Mb.Citirile au fost atribuite la 19 pseudocromozomi și subgenomi.Rezultatele au indicat că hibridizarea, mai degrabă decât duplicarea genomului, provoacă majoritatea modificărilor genomice atât în genomii nucleari, cât și în cei cp.Acesta a sugerat că heterozigositatea fixă oferă C.×hytivus o adaptare crescută la stres.Rezultatele oferă noi perspective asupra evoluției poliploidiei plantelor și oferă o strategie prospectivă de ameliorare pentru culturile viitoare.
4. Analizele comparative ale genomului evidențiază expansiunea genomului mediată de transpozon și arhitectura evolutivă a plierii genomice 3D în bumbac
Unitate colaborată: Universitatea Agricolă Huazhong
Jurnal: Biologie moleculară și evoluție
Factorul de impact: 16.242
Acest proiect a folosit Nanopore Sequencing pentru a asambla genomul a trei specii de bumbac și anume: Gossypium rotundifolium (K2, dimensiunea genomului = 2,44Gb, contigN50 = 5,33Mb), G. arboreum (A2, dimensiunea genomului = 1,62Gb, contigN50 = Mb) și 1. G. raimondii (D5, dimensiunea genomului = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Peste 99% din toți cei trei genomi au fost asamblați prin Hi-C.Rezultatele analizei BUSCO sunt de 92,5%, 93,9% și, respectiv, 95,4%.Toate aceste numere au indicat că cei trei genomi de asamblare sunt de referință.Analizele comparative ale genomului au documentat detaliile amplificării TE specifice liniei care contribuie la diferențele mari de dimensiune a genomului.Acest studiu aruncă lumină asupra rolului expansiunii genomului mediată de transpozon în evoluția structurii cromatinei de ordin superior la plante.
5.Asamblarea la scară cromozomală și analiza genomului culturii de biomasă Miscanthus lutarioriparius
Facilitate colaborată: CAS Center for Excellence in molecular Plant Sciences
Jurnal: Nature Communications
Factorul de impact: 14.912
Acest proiect a raportat un ansamblu la scară cromozomală a genomului Miscanthus lutarioriparius prin combinarea secvențierii Oxford Nanopore și tehnologiile Hi-C.Ansamblul de 2,07 Gb acoperă 96,64% din genom, cu contig N50 de 1,71 Mb.Aproximativ 94,30% din secvențele totale au fost ancorate în 19 pseudocromozomi.Prin compararea cu secvența BAC, evaluarea LAI, evaluarea BUSCO, reasamblarea cu date NGS, reasamblarea datelor transcriptomului, genomul a fost evaluat ca fiind de înaltă calitate și continuitate.Originea alotetraploidă a M. lutarioriparius este confirmată folosind repetări de satelit centromerice.Genele duplicate în tandem ale M. lutarioriparius sunt îmbogățite funcțional nu numai în ceea ce privește răspunsul la stres, ci și biosinteza peretelui celular.Dublatele genelor joacă probabil un rol în fotosinteza C4 și contribuie la fotosinteza Miscanthus C4 la temperatură scăzută.Cercetarea a oferit o referință importantă pentru studiul plantelor perene.
6. Un ansamblu de genom Camptotheca acuminata la nivel de cromozom oferă informații despre originea evolutivă a biosintezei camptotecinei
Facilitate colaborată: Universitatea Sichuan
Jurnal: Nature Communications
Factorul de impact: 14.912
Acest proiect a raportat un ansamblu de genom C. acuminata de înaltă calitate, la nivel de cromozom, cu dimensiunea genomului de 414,95 Mb și contingN50 de 1,47 Mb.Am descoperit că C. acuminata experimentează o duplicare independentă a întregului genom și numeroase gene derivate din acesta sunt legate de biosinteza camptotecinei.Prin urmare, divergența funcțională a genei LAMT și evoluția pozitivă a două gene SLAS au contribuit în mare măsură la biosinteza camptotecinei în C. acuminata.Rezultatele au subliniat importanța ansamblării genomului de înaltă calitate în identificarea modificărilor genetice în originea evolutivă a unui metabolit secundar.
7. Genomul definit de alele dezvăluie diferențierea bialelice în timpul evoluției maniocului
Facilitate colaborată: Academia Chineză de Științe Agricole Tropicale
Jurnal: Molecular Plant
Factorul de impact: 13.162
Acest proiect a asamblat un genom de referință pentru manioc cu contigN50 1,1 Mb utilizând platforma de secvențiere Pacific Biosciences (PacBio).După evaluarea de către BUSCO, indicele LAI și harta genetică de înaltă densitate, genomul asamblat este confirmat ca de referință.Regiunile redundante au fost identificate și contigurile au fost ancorate pe 18 pseudocromozomi folosind legături Hi-C.Acest genom de referință de înaltă calitate și definit de alele pentru manioc este valoros în identificarea bi-alelelor divergente pe cromozomii omologi, permițând să exploreze diferențierea și dominanța expresiei bi-alelelor și forțele lor motrice evolutive subiacente.A facilitat strategiile inovatoare de reproducere în manioc și alte culturi extrem de heterozigote.
8. Perspective genomice despre creșterea rapidă a paulowniilor și formarea măturii vrăjitoarelor Paulownia
Unitate colaborată: Universitatea Agricolă din Henan
Jurnal: Molecular Plant
Factorul de impact: 13.162
Acest proiect a asamblat un genom nuclear de înaltă calitate al Paulownia fortunei, cu o dimensiune de 511,6 Mb, 93,2% din secvențe fiind ancorate la 20 de pseudocromozomi.Eficiență fotosintetică mai mare este obținută prin integrarea fotosintezei C3 și a căii de metabolism al acidului crassulacean, care ar fi putut contribui la obiceiul de creștere extrem de rapid al arborilor de paulownia.Secvențierea suplimentară a genomului fitoplasmei PaWB, combinată cu analizele funcționale, a indicat că efectorul PaWB-SAP54 interacționează direct cu Paulownia PfSPLa, care, la rândul său, provoacă degradarea PfSPLa prin calea mediată de ubiquitină și duce la formarea măturii vrăjitoarelor.Datele au oferit perspective semnificative asupra biologiei paulowniilor și a mecanismului de reglementare pentru formarea PaWB.
Genomul animal - Perspectivă profundă a evoluției speciilor
1.Genomul Nautilus pompilius luminează evoluția ochiului și biomineralizarea
Facilitate colaborată: Institutul de Oceanologie al Mării Chinei de Sud, CAS
Jurnal: Ecologie naturală și evoluție
Factorul de impact: 15.462
Acest proiect a prezentat un genom complet pentru Nautilus pompilius.Are genomul minimalist printre cefalopodele secvențiate, care este de 730,58 Mb cu contigN50 = 1,1 Mb.Rezultatul evaluării BUSCO este de 91,31%.Combinat cu transcriptom, proteom, familie de gene și analiză filogenetică, acest genom a oferit o referință fundamentală asupra inovațiilor cefalopodelor, cum ar fi ochiul pinhole și biomineralizarea.Cercetarea a indicat că daunele asupra completității grupului de gene Hox ar putea fi legate de dispariția cochiliei moluștelor.Este important că inovațiile genomice multiple, inclusiv pierderile de gene, contracția independentă și extinderea unor familii specifice de gene și rețelele lor de reglementare asociate au modelat probabil evoluția ochiului pinhole al nautilus.Genomul nautilus a constituit o resursă valoroasă pentru reconstruirea scenariilor evolutive și inovațiilor genomice care modelează cefalopodele existente.
2. Analiza genomului Seadragon oferă informații despre fenotipul și locusul său de determinare a sexului
Facilitate colaborată: Institutul de Oceanologie al Mării Chinei de Sud, CAS
Jurnal: Science Advances
Factorul de impact: 14.132
Acest proiect a secvențiat de novo genomurile masculine și feminine ale dragonului de mare comun (Phyllopteryx taeniolatus) și ale speciilor sale strâns înrudite, peștișorul aligator (Syngnathoides biaculeatus).Dimensiunea genomului pentru Phyllopteryx taeniolatus este de ~659 Mb（♂）și ~663 Mb（♀）, cu contigN50 de 10,0Mb și 12,1mb.dimensiunea genomului pentru Phyllopteryx taeniolatus este de 637 Mb（♂）și ~648 Mb（♀）, cu contigN50 de 18,0Mb și 21,0Mb.Prin analiza filogenetică, dragonul de mare obișnuit și peștele-pipă aligator sunt taxon sora lui Syngnathinae și s-au separat cu aproximativ 27,3 Ma în urmă.Profilurile de transcripție dintr-o noutate evolutivă, anexele asemănătoare frunzelor, arată că au fost cooptate un set de gene implicate în mod obișnuit în dezvoltarea aripioarelor, precum și o îmbogățire a transcrierilor pentru potențialele gene de reparare a țesuturilor și apărării imune.A fost identificat un locus presupus care determină sexul care codifică o genă amhr2y specifică masculului împărtășită de dragonul de mare și aligator obișnuit.Acest proiect a oferit dovezi critice pentru studiile de evoluție adaptivă.
Ora postării: 19-sept-2022