В 2021 году BMKGENE стал свидетелем того, как 31 исследование генома De novo было успешно опубликовано в влиятельных журналах с общим импакт-фактором более 320. 15 статей были написаны в соавторстве, 4 из них были написаны в соавторстве с первыми авторами BMKGENE.
Сразу после начала 2022 года в журналах «Естественная генетика» и «Молекулярное растение» были опубликованы уже две исследовательские статьи соответственно.Они таковы: «Два дивергентных гаплотипа из высокогетерозиготного генома личи предполагают независимые события одомашнивания ранне- и позднесозревающих сортов» (исследование генома личи, проведенное Колледжем садоводства, Южно-Китайским сельскохозяйственным университетом и научными сотрудниками, опубликовано в журнале Natural Genetics). ) и «Последовательности генома пяти видов Sitopsis Aegilops и происхождение B-субгенома полиплоидной пшеницы» (геном пяти видов Sitopsis, проведенный исследовательской группой профессора Бао Лю из Северо-восточного педагогического университета).Мы также рассмотрим эти две статьи и поделимся ими с нашими читателями.
Теперь давайте взглянем на отличные исследовательские статьи, опубликованные в 2021 году, написанные в соавторстве с BMK и нашими совместными предприятиями.
Геном растений — прорыв в области многовидового разнообразия.
1. Высококачественная сборка генома подчеркивает геномные характеристики ржи и агрономически важные гены.
Сотрудничающий объект: Хэнаньский сельскохозяйственный университет
Журнал: Естественная генетика
Импакт-фактор: 38,31
В этом проекте был секвенирован геном ржи Вейнинг, элитного китайского сорта ржи.Собранные контиги (7,74 Гб) составляли 98,47% предполагаемого размера генома (7,86 Гб), при этом 93,67% контигов (7,25 Гб) относились к семи хромосомам.Повторяющиеся элементы составляли 90,31% собранного генома.Дальнейший анализ сборки Вейнинга пролил новый свет на дупликации генов по всему геному и их влияние на гены биосинтеза крахмала, физическую организацию сложных локусов проламина, особенности экспрессии генов, лежащие в основе признака ранней колошения, а также предполагаемые хромосомные области и локусы, связанные с одомашниванием у ржи.Эта последовательность генома обещает ускорить геномные и селекционные исследования ржи и родственных ей зерновых культур.
2.Роза без колючек: геномные открытия, связанные с адаптацией к влаге
Совместное учреждение: Куньминский институт ботаники Китайской академии наук.
Журнал: National Science Review
Импакт-фактор: 17,273
В этом проекте были собраны образцы Basye's Thornless (BT, сорт Rosa wichuraiana без колючек), Old Blush (OB, генотип-основатель одомашнивания роз), их гибридов F1 и BCF1.И была создана высококачественная эталонная сборка генома для идентификации генетических элементов, связанных с развитием колючек на стебле.Размер генома составляет около 530,6 Мб.Для проверки качества собранного генома были проведены такие анализы, как сравнение генетических карт, повторная сборка считываний BUSCO, NGS, сравнение с гаплотипом OB, контроль базовой частоты ошибок секвенирования и проверка значения индекса сборки LTR по всему геному (LAI = 20,03).Это исследование выявило сложный характер наследования и механизм регуляции колючек на стеблях и предоставило нам основу и новые ресурсы для изучения биологии роз и определения молекулярных маркеров, связанных с важными признаками.
3. Полногеномная последовательность синтезированных аллополиплоидов Cucumis раскрывает понимание эволюции генома аллополиплоидизации.
Сотрудничающий объект: Нанкинский сельскохозяйственный университет
Журнал: Передовая наука
Импакт-фактор: 16,801
В этом исследовании сообщалось о высококачественном геноме синтетического аллотетраплоида, полученном с помощью межвидовой гибридизации огурца (C. sativus, 2n = 14) и его дикого родственного вида (C. hystrix, 2n = 24) и последующей дупликации хромосом, что является первым полностью секвенированный синтетический аллополиплоид.При сборке генома применялся рабочий процесс секвенирования «PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina», в результате размер генома составил 530,8 МБ, а контиг N50 = 6,5 МБ.Риды были присвоены 19 псевдохромосомам и субгеномам.Результаты показали, что гибридизация, а не дупликация генома, вызывает большинство геномных изменений как в ядерном, так и в cp-геноме.Было высказано предположение, что фиксированная гетерозиготность обеспечивает C.×hytivus повышенную адаптацию к стрессу.Результаты дают новое представление об эволюции полиплоидии растений и предлагают перспективную стратегию селекции будущих культур.
4. Сравнительный анализ генома подчеркивает опосредованное транспозонами расширение генома и эволюционную архитектуру трехмерного сворачивания генома в хлопке.
Сотрудничающее учреждение: Хуачжунский сельскохозяйственный университет
Журнал: Молекулярная биология и эволюция
Импакт-фактор: 16,242
В этом проекте использовалось секвенирование нанопор для сборки генома трех видов хлопчатника, а именно: Gossypium rotundifolium (K2, размер генома = 2,44 ГБ, контигN50 = 5,33 МБ), G. arboreum (A2, размер генома = 1,62 ГБ, контигN50 = 11,69 МБ) и G. raimondii (D5, размер генома = 0,75 ГБ, контигN50 = 17,04 ГБ).Более 99% всех трех геномов были собраны с помощью Hi-C.Результаты анализа BUSCO составляют 92,5%, 93,9% и 95,4% соответственно.Все эти цифры указывали на то, что три генома сборки относятся к эталонному классу.Сравнительный анализ генома документально подтвердил детали специфичной для каждой линии амплификации TE, способствующей большим различиям в размерах генома.Это исследование проливает свет на роль транспозонов-опосредованного расширения генома в эволюции структуры хроматина высшего порядка у растений.
5. Сборка хромосомного масштаба и анализ генома биомассы урожая Miscanthus lutarioriparius.
Совместное учреждение: Центр передового опыта в области молекулярных наук о растениях CAS.
Журнал: Nature Communications
Импакт-фактор: 14,912
В этом проекте сообщалось о сборке генома Miscanthus lutarioriparius в масштабе хромосом путем сочетания секвенирования Oxford Nanopore и технологий Hi-C.Сборка 2,07Гб покрывает 96,64% генома, контиг N50 составляет 1,71Мб.Около 94,30% всех последовательностей были закреплены в 19 псевдохромосомах.Посредством сравнения с последовательностью BAC, оценки LAI, оценки BUSCO, повторной сборки с данными NGS, повторной сборки данных транскриптома геном был оценен как высококачественный и непрерывность.Аллотетраплоидное происхождение M. lutarioriparius подтверждено с помощью центромерных сателлитных повторов.Тандемные дубликаты генов M. lutarioriparius функционально обогащены не только с точки зрения реакции на стресс, но и биосинтеза клеточной стенки.Дубликаты генов, вероятно, играют роль в фотосинтезе C4 и способствуют фотосинтезу Miscanthus C4 при низкой температуре.Исследование предоставило важную информацию для изучения многолетних растений.
6. Сборка генома Camptotheca acuminata на уровне хромосом дает представление об эволюционном происхождении биосинтеза камптотецина.
Совместное учреждение: Сычуаньский университет
Журнал: Nature Communications
Импакт-фактор: 14,912
В этом проекте сообщалось о высококачественной сборке генома C. acuminata на хромосомном уровне с размером генома 414,95 МБ и contingN50 1,47 МБ.Мы обнаружили, что C. acuminata испытывает независимую дупликацию всего генома, и многочисленные гены, происходящие от нее, связаны с биосинтезом камптотецина.Таким образом, функциональное расхождение гена LAMT и положительная эволюция двух генов SLAS внесли большой вклад в биосинтез камптотецина у C. acuminata.Результаты подчеркнули важность качественной сборки генома для выявления генетических изменений эволюционного происхождения вторичного метаболита.
7. Аллель-определенный геном демонстрирует двуаллельную дифференциацию в ходе эволюции маниоки.
Совместное учреждение: Китайская академия тропических сельскохозяйственных наук.
Журнал: Молекулярный завод
Импакт-фактор: 13,162
В рамках этого проекта был собран эталонный геном маниоки с contigN50 размером 1,1 МБ с использованием платформы секвенирования Pacific Biosciences (PacBio).После оценки BUSCO, индекса LAI и генетической карты высокой плотности собранный геном подтверждается как эталонный.Были идентифицированы избыточные области, и контиги были закреплены на 18 псевдохромосомах с помощью связей Hi-C.Этот высококачественный эталонный геном маниоки с определенными аллелями ценен для идентификации расходящихся биаллелей на гомологичных хромосомах, позволяя исследовать дифференциацию и доминирование экспрессии биаллелей и лежащие в их основе движущие силы эволюции.Это способствовало внедрению инновационных стратегий селекции маниоки и других высокогетерозиготных культур.
8. Геномный взгляд на быстрый рост павловнии и формирование ведьминой метлы павловнии.
Сотрудничающий объект: Хэнаньский сельскохозяйственный университет
Журнал: Молекулярный завод
Импакт-фактор: 13,162
В рамках этого проекта был собран высококачественный ядерный геном Paulownia Fortune размером 511,6 МБ, при этом 93,2% последовательностей были закреплены на 20 псевдохромосомах.Более высокая эффективность фотосинтеза достигается за счет интеграции фотосинтеза C3 и пути метаболизма крассулацовых кислот, что, возможно, способствовало чрезвычайно быстрому росту деревьев павловнии.Дополнительное секвенирование генома фитоплазмы PaWB в сочетании с функциональным анализом показало, что эффектор PaWB-SAP54 напрямую взаимодействует с павловнией PfSPLa, что, в свою очередь, вызывает деградацию PfSPLa по убиквитин-опосредованному пути и приводит к образованию ведьминой метлы.Эти данные позволили получить ценную информацию о биологии павловнии и механизме регуляции образования PaWB.
Геном животных – Глубокое понимание эволюции видов
1. Геном Nautilus pompilius проливает свет на эволюцию глаз и биоминерализацию.
Совместное учреждение: Институт океанологии Южно-Китайского моря, CAS.
Журнал: Природная экология и эволюция
Импакт-фактор: 15,462
Этот проект представил полный геном Nautilus pompilius.Он имеет минималистичный геном среди секвенированных головоногих моллюсков, размер которого составляет 730,58 МБ с contigN50 = 1,1 МБ.Результат оценки BUSCO составляет 91,31%.В сочетании с транскриптомом, протеомом, семейством генов и филогенетическим анализом этот геном предоставил фундаментальную информацию об инновациях головоногих моллюсков, таких как глаз-обскура и биоминерализация.Исследование показало, что нарушение полноты кластера генов Hox может быть связано с исчезновением раковины моллюсков.Важно отметить, что многочисленные геномные инновации, включая потерю генов, независимое сокращение и расширение конкретных семейств генов и связанных с ними регуляторных сетей, вероятно, повлияли на эволюцию глаза-обскуры наутилуса.Геном наутилуса представляет собой ценный ресурс для реконструкции сценариев эволюции и геномных инноваций, которые формируют ныне живущих головоногих моллюсков.
2. Анализ генома морского дракона дает представление о его фенотипе и локусе определения пола.
Совместное учреждение: Институт океанологии Южно-Китайского моря, CAS.
Журнал: Достижения науки
Импакт-фактор: 14,132
В рамках этого проекта de novo были секвенированы мужские и женские геномы обыкновенного морского дракона (Phyllopteryx taeniolatus) и близкородственного ему вида — иглы-аллигатора (Syngnathoides biaculeatus).Размер генома Phyllopteryx taeniolatus составляет ~659 МБ (♂) и ~663 МБ (♀), с contigN50 10,0 МБ и 12,1 МБ.размер генома Phyllopteryx taeniolatus составляет 637 МБ (♂) и ~ 648 МБ (♀), с contigN50 18,0 МБ и 21,0 МБ.Согласно филогенетическому анализу, обыкновенный морской дракон и игла-аллигатор являются родственными таксонами Syngnathinae и разошлись около 27,3 млн лет назад.Профили транскрипции эволюционной новинки — листообразных придатков — показывают, что был заимствован набор генов, обычно участвующих в развитии плавников, а также произошло обогащение транскриптов для потенциального восстановления тканей и генов иммунной защиты.Был идентифицирован предполагаемый локус, определяющий пол, кодирующий специфичный для самцов ген amhr2y, общий для обыкновенного морского дракона и рыбы-аллигатора.Этот проект предоставил важные доказательства для изучения адаптивной эволюции.
Время публикации: 19 сентября 2022 г.