Năm 2021, BMKGENE chứng kiến 31 nghiên cứu về bộ gen De novo được công bố thành công trên các tạp chí có tác động cao với tổng hệ số tác động trên 320. 15 bài báo là đồng tác giả, 4 trong số đó là đồng tác giả là tác giả đầu tiên của BMKGENE
Ngay từ đầu năm 2022, đã có hai bài nghiên cứu lần lượt được công bố trên tạp chí “Di truyền tự nhiên” và “Thực vật phân tử”.Đó là “Hai kiểu đơn bội khác nhau từ bộ gen vải thiều rất dị hợp tử gợi ý các sự kiện thuần hóa độc lập đối với các giống cây trưởng thành sớm và trưởng thành muộn” (Nghiên cứu bộ gen vải thiều, được thực hiện bởi Trường Cao đẳng Trồng trọt, Đại học Nông nghiệp Nam Trung Quốc và các cộng tác viên khoa học, được công bố trên Di truyền tự nhiên. ), và “Trình tự bộ gen của 5 loài Sitopsis thuộc Aegilops và nguồn gốc của B-subgenome lúa mì đa bội” (Bộ gen của 5 loài Sitopsis, do nhóm nghiên cứu của Giáo sư Bao Liu thuộc Đại học Sư phạm Đông Bắc thực hiện).Chúng tôi cũng sẽ xem xét hai bài viết này và chia sẻ với độc giả.
Bây giờ, chúng ta hãy xem qua các bài báo nghiên cứu xuất sắc được xuất bản vào năm 2021 do BMK và các cơ sở hợp tác của chúng tôi đồng tác giả.
Bộ gen thực vật - Những đột phá về đa loài.
1. Tập hợp bộ gen chất lượng cao làm nổi bật các đặc điểm bộ gen của lúa mạch đen và các gen quan trọng về mặt nông học
Cơ sở hợp tác: Đại học Nông nghiệp Hà Nam
Tạp chí: Di truyền học tự nhiên
Hệ số tác động: 38,31
Trong dự án này, bộ gen của lúa mạch đen Weining, một giống lúa mạch đen ưu tú của Trung Quốc, đã được giải trình tự.Các nhánh được lắp ráp (7,74 Gb) chiếm 98,47% kích thước bộ gen ước tính (7,86 Gb), với 93,67% số nhánh (7,25 Gb) được gán cho bảy nhiễm sắc thể.Các yếu tố lặp lại chiếm 90,31% bộ gen được tập hợp.Các phân tích sâu hơn của hội nghị Weining đã làm sáng tỏ sự sao chép gen trên toàn bộ gen và tác động của chúng đối với các gen sinh tổng hợp tinh bột, tổ chức vật lý của các locus prolamin phức tạp, các đặc điểm biểu hiện gen làm cơ sở cho đặc điểm đầu đàn sớm và các vùng nhiễm sắc thể và locus liên quan đến thuần hóa giả định ở lúa mạch đen.Trình tự bộ gen này hứa hẹn sẽ đẩy nhanh các nghiên cứu về gen và nhân giống ở lúa mạch đen và các loại cây ngũ cốc có liên quan.
2.Hoa hồng không gai: hiểu biết về gen liên quan đến khả năng thích ứng với độ ẩm
Cơ sở hợp tác: Viện thực vật học Côn Minh, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc
Tạp chí: Tạp chí Khoa học Quốc gia
Hệ số tác động: 17,273
Trong dự án này, các mẫu 'Basye's Thornless' (BT, một giống không có gai của Rosa wichuraiana), 'Old Blush' (OB, một kiểu gen sáng lập trong quá trình thuần hóa hoa hồng), các giống lai F1 và BCF1 của chúng đã được thu thập.Và một bộ gen tham chiếu chất lượng cao đã được tạo ra để xác định các yếu tố di truyền liên quan đến sự phát triển của gai thân.Kích thước bộ gen là khoảng 530,6 Mb.Để xác minh chất lượng của bộ gen được lắp ráp, các phân tích như so sánh bản đồ di truyền, BUSCO, NGS đọc quá trình lắp ráp lại, so sánh với haplotype OB, kiểm soát tỷ lệ lỗi cơ sở giải trình tự và kiểm tra giá trị Chỉ số hội LTR trên toàn bộ gen (LAI = 20,03) đã được tiến hành.Nghiên cứu này tiết lộ mô hình di truyền phức tạp và cơ chế điều hòa của gai thân, đồng thời cung cấp cho chúng tôi nền tảng và nguồn tài liệu mới để nghiên cứu sinh học hoa hồng và khai thác các dấu hiệu phân tử liên quan đến các đặc điểm quan trọng.
3. Trình tự toàn bộ bộ gen của các thể dị bội tổng hợp ở Cucumis tiết lộ những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa bộ gen của quá trình dị đa bội hóa
Cơ sở hợp tác: Đại học Nông nghiệp Nam Kinh
Tạp chí: Khoa học nâng cao
Hệ số tác động: 16,801
Nghiên cứu này đã báo cáo bộ gen chất lượng cao của một thể allotetraploid tổng hợp thu được bằng cách lai giữa các loài dưa chuột (C. sativus, 2n = 14) và các loài họ hàng hoang dã của nó (C. hystrix, 2n = 24) và quá trình nhân đôi nhiễm sắc thể tiếp theo, đây là lần đầu tiên allopolyploid tổng hợp được giải trình tự đầy đủ.Việc tập hợp bộ gen đã áp dụng quy trình làm việc của trình tự “PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina”, dẫn đến kích thước bộ gen là 530,8Mb và contig N50 = 6,5Mb.Các lần đọc được gán cho 19 pseudochromosome và subgenome.Kết quả chỉ ra rằng sự lai tạo, thay vì sao chép bộ gen, gây ra phần lớn những thay đổi về bộ gen ở cả bộ gen hạt nhân và bộ gen cp.Nó gợi ý rằng tính dị hợp tử cố định giúp C.×hytivus tăng khả năng thích ứng với stress.Các kết quả này cung cấp những hiểu biết mới về quá trình tiến hóa đa bội thực vật và đưa ra chiến lược nhân giống tiềm năng cho các loại cây trồng trong tương lai.
4. Phân tích bộ gen so sánh làm nổi bật sự mở rộng bộ gen qua trung gian Transposon và kiến trúc tiến hóa của việc gấp gen 3D ở bông
Cơ sở hợp tác: Đại học Nông nghiệp Huazhong
Tạp chí: Sinh học phân tử và tiến hóa
Hệ số tác động: 16,242
Dự án này đã sử dụng Trình tự Nanopore để tập hợp bộ gen của ba loài bông là: Gossypium rotundifolium (K2, kích thước bộ gen = 2,44Gb, contigN50 = 5,33Mb), G. arboreum (A2, kích thước bộ gen = 1,62Gb, contigN50 = 11,69Mb) và G. raimondii (D5, kích thước bộ gen = 0,75Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Hơn 99% cả ba bộ gen được tập hợp thông qua Hi-C.Kết quả phân tích BUSCO lần lượt là 92,5%, 93,9% và 95,4%.Tất cả những con số này chỉ ra rằng ba bộ gen lắp ráp là loại tham chiếu.Các phân tích bộ gen so sánh đã ghi lại các chi tiết về khuếch đại TE dành riêng cho dòng dõi góp phần tạo ra sự khác biệt lớn về kích thước bộ gen.Nghiên cứu này làm sáng tỏ vai trò của việc mở rộng bộ gen qua trung gian transposon trong quá trình tiến hóa cấu trúc nhiễm sắc thể bậc cao ở thực vật.
5. Lắp ráp và phân tích quy mô nhiễm sắc thể của bộ gen cây trồng sinh khối Miscanthus lutarioriparius
Cơ sở hợp tác: Trung tâm CAS xuất sắc về khoa học thực vật phân tử
Tạp chí: Truyền thông Tự nhiên
Hệ số tác động: 14,912
Dự án này đã báo cáo sự tập hợp quy mô nhiễm sắc thể của bộ gen Miscanthus lutarioriparius bằng cách kết hợp công nghệ giải trình tự Oxford Nanopore và Hi-C.Tổ hợp 2,07Gb bao phủ 96,64% bộ gen, với contig N50 là 1,71 Mb.Khoảng 94,30% tổng số trình tự được neo vào 19 nhiễm sắc thể giả.Thông qua so sánh với trình tự BAC, đánh giá LAI, đánh giá BUSCO, lắp ráp lại dữ liệu NGS, lắp ráp lại dữ liệu phiên mã, bộ gen được đánh giá là có chất lượng cao và liên tục.Nguồn gốc allotetraploid của M. lutarioriparius được xác nhận bằng cách sử dụng lặp lại vệ tinh trung tâm.Các gen trùng lặp song song của M. lutarioriparius được làm giàu chức năng không chỉ về mặt liên quan đến phản ứng căng thẳng mà còn về mặt sinh tổng hợp thành tế bào.Các bản sao gen có thể đóng một vai trò trong quá trình quang hợp C4 và góp phần vào quá trình quang hợp Miscanthus C4 ở nhiệt độ thấp.Nghiên cứu đã cung cấp tài liệu tham khảo quan trọng cho việc nghiên cứu cây lâu năm.
6. Tập hợp bộ gen Camptotheca acuminata ở cấp độ nhiễm sắc thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về nguồn gốc tiến hóa của quá trình sinh tổng hợp camptothecin
Cơ sở hợp tác: Đại học Tứ Xuyên
Tạp chí: Truyền thông Tự nhiên
Hệ số tác động: 14,912
Dự án này đã báo cáo một tập hợp bộ gen C. acuminata ở cấp độ nhiễm sắc thể, chất lượng cao, với kích thước bộ gen là 414,95Mb và contingN50 1,47Mb.Chúng tôi phát hiện ra rằng C. acuminata trải qua quá trình nhân đôi toàn bộ bộ gen độc lập và nhiều gen bắt nguồn từ nó có liên quan đến quá trình sinh tổng hợp camptothecin.Do đó, sự khác biệt về chức năng của gen LAMT và sự tiến hóa tích cực của hai gen SLAS, cả hai đều đóng góp rất lớn vào quá trình sinh tổng hợp camptothecin ở C. acuminata.Kết quả nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tập hợp bộ gen chất lượng cao trong việc xác định những thay đổi di truyền về nguồn gốc tiến hóa của chất chuyển hóa thứ cấp.
7. Bộ gen được xác định bởi các alen cho thấy sự khác biệt song song trong quá trình tiến hóa sắn
Cơ sở hợp tác: Viện Khoa học Nông nghiệp Nhiệt đới Trung Quốc
Tạp chí: Thực vật phân tử
Hệ số tác động: 13.162
Dự án này đã tập hợp bộ gen tham chiếu cho cây sắn với contigN50 1,1Mb bằng cách sử dụng nền tảng giải trình tự Pacific Biosciences (PacBio).Sau khi đánh giá bằng BUSCO, chỉ số LAI và bản đồ di truyền mật độ cao, bộ gen tập hợp được xác nhận là cấp độ tham chiếu.Các vùng dư thừa đã được xác định và các đường viền được neo vào 18 nhiễm sắc thể giả bằng liên kết Hi-C.Bộ gen tham chiếu chất lượng cao và được xác định bằng alen của cây sắn này rất có giá trị trong việc xác định các alen kép khác nhau trên nhiễm sắc thể tương đồng, cho phép khám phá sự khác biệt và ưu thế biểu hiện của các alen kép và động lực tiến hóa cơ bản của chúng.Nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi mới các chiến lược nhân giống sắn và các loại cây trồng có tính dị hợp tử cao khác.
8. Những hiểu biết về gen về sự phát triển nhanh chóng của cây Paulownia và sự hình thành cây chổi của phù thủy Paulownia
Cơ sở hợp tác: Đại học Nông nghiệp Hà Nam
Tạp chí: Thực vật phân tử
Hệ số tác động: 13.162
Dự án này đã tập hợp một bộ gen hạt nhân chất lượng cao của Paulownia Fortunei, kích thước 511,6 Mb, với 93,2% trình tự được gắn vào 20 nhiễm sắc thể giả.Hiệu quả quang hợp cao hơn đạt được thông qua việc tích hợp quá trình quang hợp C3 và con đường chuyển hóa axit crassulacean, điều này có thể góp phần tạo nên thói quen tăng trưởng cực nhanh của cây paulownia.Trình tự bộ gen bổ sung của phytoplasma PaWB, kết hợp với các phân tích chức năng, chỉ ra rằng tác nhân PaWB-SAP54 tương tác trực tiếp với Paulownia PfSPLa, từ đó gây ra sự xuống cấp của PfSPLa qua con đường qua trung gian ubiquitin và dẫn đến sự hình thành cây chổi của phù thủy.Dữ liệu cung cấp những hiểu biết sâu sắc đáng kể về sinh học của cây Paulownia và cơ chế điều hòa hình thành PaWB.
Bộ gen động vật – Những hiểu biết sâu sắc về quá trình tiến hóa của loài
1. Bộ gen của Nautilus pompilius làm sáng tỏ sự tiến hóa và khoáng hóa sinh học của mắt
Cơ sở hợp tác: Viện Hải dương học Biển Đông, CAS
Tạp chí: Sinh thái tự nhiên & tiến hóa
Hệ số tác động: 15,462
Dự án này trình bày bộ gen hoàn chỉnh của Nautilus pompilius.Nó có bộ gen tối giản trong số các loài động vật thân mềm được giải trình tự, là 730,58Mb với contigN50 = 1,1Mb.Kết quả đánh giá BUSCO là 91,31%.Kết hợp với hệ phiên mã, hệ protein, họ gen và phân tích phát sinh gen, bộ gen này cung cấp tài liệu tham khảo cơ bản về những đổi mới của động vật thân mềm, chẳng hạn như mắt lỗ kim và quá trình khoáng hóa sinh học.Nghiên cứu chỉ ra rằng thiệt hại về tính hoàn chỉnh của cụm gen Hox có thể liên quan đến sự biến mất vỏ của Động vật thân mềm.Điều quan trọng là, nhiều đổi mới về gen bao gồm mất gen, sự co lại và mở rộng độc lập của các họ gen cụ thể và mạng lưới điều hòa liên quan của chúng có thể đã tạo nên sự tiến hóa của mắt lỗ kim ốc anh vũ.Bộ gen của ốc anh vũ tạo thành một nguồn tài nguyên quý giá để xây dựng lại các kịch bản tiến hóa và đổi mới bộ gen hình thành nên loài động vật chân đầu còn tồn tại.
2. Phân tích bộ gen của Seadragon cung cấp cái nhìn sâu sắc về kiểu hình và vị trí xác định giới tính của nó
Cơ sở hợp tác: Viện Hải dương học Biển Đông, CAS
Tạp chí: Tiến bộ khoa học
Hệ số tác động: 14.132
Dự án này de novo–xác định trình tự bộ gen đực và cái của loài rồng biển thông thường (Phyllopteryx taeniolatus) và các loài có liên quan chặt chẽ với nó, cá chìa vôi cá sấu (Syngnathoides biaculeatus).Kích thước bộ gen của Phyllopteryx taeniolatus là ~659 Mb(♂) và ~663 Mb（♀), với contigN50 là 10,0Mb và 12,1mb.kích thước bộ gen của Phyllopteryx taeniolatus là 637 Mb(♂) và ~648 Mb（♀), với contigN50 là 18,0Mb và 21,0Mb.Thông qua phân tích phát sinh loài, loài cá chìa vôi thông thường và cá chìa vôi cá sấu là đơn vị phân loại chị em của Syngnathinae và đã phân nhánh vào khoảng 27,3 triệu năm trước.Hồ sơ phiên mã từ một điểm mới lạ về mặt tiến hóa, các phần phụ giống như chiếc lá, cho thấy rằng một bộ gen thường liên quan đến sự phát triển vây đã được đồng chọn cũng như làm phong phú thêm các bản phiên mã để sửa chữa mô tiềm năng và các gen bảo vệ miễn dịch.Một locus xác định giới tính giả định mã hóa gen amhr2y dành riêng cho con đực được chia sẻ bởi cá chìa vôi và cá sấu thông thường đã được xác định.Dự án này cung cấp bằng chứng quan trọng cho các nghiên cứu về tiến hóa thích nghi.
Thời gian đăng: 19-09-2022