Leta 2021 je BMKGENE bil priča 31 raziskavam genoma De novo, ki so bile uspešno objavljene v revijah z velikim vplivom s skupnimi faktorji vpliva nad 320. 15 člankov je bilo soavtorstvo, 4 od njih so bili soavtorji BMKGENE kot prvi avtorji
Takoj po začetku leta 2022 sta bila v reviji “Natural Genetics” in “Molecular Plant” objavljena že dva raziskovalna članka.To sta: »Dva divergentna haplotipa iz visoko heterozigotnega genoma ličija nakazujeta neodvisne dogodke udomačevanja za zgodnje in pozno dozorele kultivarje« (Raziskava genoma ličija, ki so jo izvedli College of Horticulture, Južnokitajska kmetijska univerza, in znanstveni sodelavci, objavljeno na Natural Genetics. ) in »Genomske sekvence petih vrst Sitopsis vrste Aegilops in izvor B-subgenoma poliploidne pšenice« (genom petih vrst Sitopsis, ki ga je izvedla raziskovalna skupina profesorja Bao Liuja s Northeast Normal University.).Pregledali bomo tudi ta dva članka in ju delili z našimi bralci.
Zdaj pa si oglejmo odlične raziskovalne članke, objavljene leta 2021, katerih soavtorji so BMK in naše sodelujoče ustanove.
Rastlinski genom – preboj na področju več vrst.
1. Visokokakovosten sestav genoma poudarja genomske značilnosti rži in agronomsko pomembne gene
Sodelujoči objekt: kmetijska univerza Henan
Revija: Naravna genetika
Faktor vpliva: 38,31
V tem projektu je bil sekvenciran genom rži Weining, elitne kitajske sorte rži.Sestavljeni kontigi (7,74 Gb) so predstavljali 98,47 % ocenjene velikosti genoma (7,86 Gb), pri čemer je 93,67 % kontigov (7,25 Gb) dodeljenih sedmim kromosomom.Ponavljajoči se elementi so predstavljali 90,31 % sestavljenega genoma.Nadaljnje analize Weiningovega sklopa so osvetlile podvajanja genov v celotnem genomu in njihov vpliv na gene za biosintezo škroba, fizično organizacijo kompleksnih prolaminskih lokusov, značilnosti izražanja genov, ki so osnova zgodnje glavne lastnosti in domnevno z udomačitvijo povezane kromosomske regije in lokuse v rži.To zaporedje genoma obljublja pospešitev genomskih in vzrejnih študij pri rži in sorodnih žitnih pridelkih.
2. Vrtnica brez bodic: genomska spoznanja, povezana s prilagajanjem vlage
Sodelujoči objekt: Inštitut za botaniko Kunming, Kitajska akademija znanosti
Časopis: National Science Review
Faktor udarca: 17,273
V tem projektu so bili zbrani vzorci 'Basye's Thornless' (BT, kultivar Rosa wichuraiana brez bodic), 'Old Blush' (OB, začetni genotip pri udomačevanju vrtnic), njihovih F1 hibridov in BCF1.Ustvarjen je bil visokokakovosten referenčni genomski sklop za identifikacijo genetskih elementov, povezanih z razvojem stebelnih bodic.Velikost genoma je približno 530,6 Mb.Da bi preverili kakovost sestavljenega genoma, je bila izvedena analiza, kot je primerjava genetske karte, BUSCO, ponovno sestavljanje odčitkov NGS, primerjava s haplotipom OB, nadzor stopnje napake osnovnega zaporedja in preverjanje vrednosti LTR skupnega indeksa za celoten genom (LAI=20,03).Ta raziskava je razkrila zapleten vzorec dedovanja in regulacijski mehanizem stebelnih bodic ter nam zagotovila osnovo in nove vire za preučevanje biologije vrtnic in molekularnih markerjev rudnikov, povezanih s pomembnimi lastnostmi.
3. Zaporedje celotnega genoma sintetiziranih alopoliploidov v Cucumisu razkriva vpogled v razvoj genoma alopoliploidizacije
Sodelujoči objekt: kmetijska univerza Nanjing
Časopis: Napredna znanost
Faktor udarca: 16,801
Ta študija je poročala o visokokakovostnem genomu sintetičnega alotetraploida, pridobljenega z interspecifično hibridizacijo med kumaro (C. sativus, 2n = 14) in njenimi divjimi sorodnimi vrstami (C. hystrix, 2n = 24) in kasnejšim podvajanjem kromosomov, ki je prvo popolnoma sekvenciran sintetični alopoliploid.Pri sestavljanju genoma je bil uporabljen delovni tok sekvenciranja »PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina«, kar je povzročilo velikost genoma 530,8 Mb in kontig N50 = 6,5 Mb.Odčitki so bili dodeljeni 19 psevdokromosomom in podgenomom.Rezultati so pokazali, da hibridizacija namesto podvajanja genoma povzroči večino genomskih sprememb v jedrskem in cp genomu.Predlagalo je, da fiksna heterozigotnost zagotavlja C. × hytivus povečano prilagajanje stresu.Rezultati zagotavljajo nove vpoglede v razvoj rastlinske poliploidije in ponujajo perspektivno strategijo žlahtnjenja za prihodnje pridelke.
4. Primerjalne analize genoma poudarjajo transposonsko posredovano širjenje genoma in evolucijsko arhitekturo 3D genomskega zgibanja v bombažu
Sodelujoči objekt: kmetijska univerza Huazhong
Časopis: Molekularna biologija in evolucija
Faktor udarca: 16,242
Ta projekt je uporabil Nanopore Sequencing za sestavljanje genoma treh vrst bombaža, in sicer: Gossypium rotundifolium (K2, velikost genoma = 2,44 Gb, contigN50 = 5,33 Mb), G. arboreum (A2, velikost genoma = 1,62 Gb, contigN50 = 11,69 Mb) in G. raimondii (D5, velikost genoma = 0,75 Gb, contigN50 = 17,04 Gb).Več kot 99 % vseh treh genomov je bilo sestavljenih s pomočjo Hi-C.Rezultati analize BUSCO so 92,5 %, 93,9 % oziroma 95,4 %.Vse te številke so pokazale, da so trije sestavljeni genomi referenčnega razreda.Primerjalne analize genoma so dokumentirale podrobnosti pomnoževanja TE, specifičnega za rod, ki prispeva k velikim razlikam v velikosti genoma.Ta študija osvetljuje vlogo širjenja genoma, ki ga posreduje transpozon, v razvoju strukture kromatina višjega reda v rastlinah.
5. Sestavljanje na kromosomskem merilu in analiza genoma pridelka biomase Miscanthus lutarioriparius
Sodelujoča ustanova: CAS Center za odličnost v molekularnih znanostih o rastlinah
Revija: Nature Communications
Faktor udarca: 14,912
Ta projekt je poročal o sestavi genoma Miscanthus lutarioriparius na ravni kromosomov s kombinacijo Oxford Nanopore sekvenciranja in tehnologij Hi-C.Sklop 2,07 Gb pokriva 96,64 % genoma, s kontigom N50 1,71 Mb.Približno 94,30 % vseh sekvenc je bilo zasidranih v 19 psevdokromosomov.S primerjavo s sekvenco BAC, vrednotenjem LAI, vrednotenjem BUSCO, ponovnim sestavljanjem s podatki NGS, ponovnim sestavljanjem podatkov transkriptoma je bil genom ocenjen kot visokokakovosten in kontinuiten.Alotetraploidni izvor M. lutarioriparius je potrjen z uporabo centromernih satelitskih ponovitev.Tandemski podvojeni geni M. lutarioriparius so funkcionalno obogateni ne le v smislu, povezanega z odzivom na stres, ampak tudi z biosintezo celične stene.Dvojniki genov verjetno igrajo vlogo pri fotosintezi C4 in prispevajo k fotosintezi Miscanthus C4 pri nizki temperaturi.Raziskava je bila pomembna referenca za preučevanje trajnih rastlin.
6. Sklop genoma Camptotheca acuminata na ravni kromosoma zagotavlja vpogled v evolucijski izvor biosinteze kamptotecina
Sodelujoči objekt: Univerza Sichuan
Revija: Nature Communications
Faktor udarca: 14,912
Ta projekt je poročal o visokokakovostnem sestavu genoma C. acuminata na ravni kromosoma z velikostjo genoma 414,95 Mb in contingN50 1,47 Mb.Ugotovili smo, da C. acuminata doživlja neodvisno podvajanje celotnega genoma in številni geni, ki izhajajo iz nje, so povezani z biosintezo kamptotecina.Funkcionalna divergenca gena LAMT in pozitivna evolucija dveh genov SLAS sta torej močno prispevala k biosintezi kamptotecina v C. acuminata.Rezultati so poudarili pomen visokokakovostnega sestavljanja genoma pri prepoznavanju genetskih sprememb v evolucijskem izvoru sekundarnega metabolita.
7. Alelno definiran genom razkriva bialelno diferenciacijo med evolucijo kasave
Sodelujoča ustanova: Kitajska akademija tropskih kmetijskih znanosti
Revija: Molekularna rastlina
Faktor vpliva: 13,162
Ta projekt je sestavil referenčni genom za kasavo s contigN50 1,1 Mb z uporabo platforme za sekvenciranje Pacific Biosciences (PacBio).Po vrednotenju z BUSCO, indeksom LAI in genetskim zemljevidom visoke gostote se sestavljeni genom potrdi kot referenčni razred.Odvečne regije so bile identificirane in kontigi so bili zasidrani na 18 psevdokromosomov z uporabo Hi-C povezav.Ta visokokakovosten in z aleli definiran referenčni genom za kasavo je dragocen pri prepoznavanju divergentnih bi-alelov na homolognih kromosomih, kar omogoča raziskovanje diferenciacije in izražanja prevlade bi-alelov in njihovih temeljnih evolucijskih gonilnih sil.Omogočil je inovativne strategije vzreje kasave in drugih visoko heterozigotnih pridelkov.
8.Genomski vpogled v hitro rast pavlovnij in nastanek pavlovnijeve čarovniške metle
Sodelujoča ustanova: kmetijska univerza Henan
Revija: Molekularna rastlina
Faktor vpliva: 13,162
Ta projekt je sestavil visokokakovosten jedrski genom Paulownia fortunei, velik 511,6 Mb, pri čemer je bilo 93,2 % zaporedij zasidranih na 20 psevdokromosomov.Večja fotosintetska učinkovitost je dosežena z integracijo fotosinteze C3 in poti presnove kisline crassulacean, kar je morda prispevalo k izjemno hitri rasti dreves pavlovnije.Dodatno sekvenciranje genoma fitoplazme PaWB v kombinaciji s funkcionalnimi analizami je pokazalo, da efektor PaWB-SAP54 neposredno sodeluje s Paulownia PfSPLa, kar posledično povzroči razgradnjo PfSPLa po poti, posredovani z ubikvitinom, in povzroči nastanek čarovniške metle.Podatki so zagotovili pomemben vpogled v biologijo pavlovnij in regulativni mehanizem za nastanek PaWB.
Genom živali – globok vpogled v evolucijo vrst
1. Genom Nautilus pompilius osvetljuje evolucijo oči in biomineralizacijo
Sodelujoči objekt: Inštitut za oceanologijo Južnokitajskega morja, CAS
Revija: Natural Ecology & evolution
Faktor udarca: 15,462
Ta projekt je predstavil celoten genom za Nautilus pompilius.Ima minimalističen genom med sekvenciranimi glavonožci, ki znaša 730,58 Mb s contigN50 = 1,1 Mb.Rezultat ocene BUSCO je 91,31 %.V kombinaciji s transkriptomom, proteomom, družino genov in filogenetsko analizo je ta genom zagotovil temeljno referenco za inovacije glavonožcev, kot sta luknjičasto oko in biomineralizacija.Raziskava je pokazala, da je lahko poškodba popolnosti genskega grozda Hox povezana z izginotjem lupine mehkužcev.Pomembno je, da so številne genomske inovacije, vključno z izgubo genov, neodvisnim krčenjem in širjenjem specifičnih genskih družin in z njimi povezanih regulativnih mrež, verjetno oblikovale razvoj luknjičastega očesa nautilusa.Genom nautilusa je bil dragocen vir za rekonstrukcijo evolucijskih scenarijev in genomskih inovacij, ki oblikujejo obstoječe glavonožce.
2. Analiza genoma Seadragon zagotavlja vpogled v njegov fenotip in lokus določitve spola
Sodelujoči objekt: Inštitut za oceanologijo Južnokitajskega morja, CAS
Journal: Science Advances
Faktor vpliva: 14,132
Ta projekt je na novo sekvenciral genome samcev in samic navadnega morskega zmaja (Phyllopteryx taeniolatus) in njegove sorodne vrste, aligatorske cevke (Syngnathoides biaculeatus).Velikost genoma za Phyllopteryx taeniolatus je ~659 Mb（♂） in ~663 Mb（♀）, s contigN50 10,0 Mb in 12,1 mb.velikost genoma za Phyllopteryx taeniolatus je 637 Mb（♂） in ~648 Mb（♀）, s contigN50 18,0 Mb in 21,0 Mb.S filogenetsko analizo sta navadni morski zmaj in aligatorjeva cevka sestrska taksona Syngnathinae in sta se ločila pred približno 27,3 milijona let.Transkripcijski profili iz evolucijske novosti, listom podobnih dodatkov, kažejo, da je bil vključen nabor genov, ki so običajno vključeni v razvoj plavuti, kot tudi obogatitev transkriptov za potencialno popravilo tkiva in gene za imunsko obrambo.Identificiran je bil domnevni lokus, ki določa spol in kodira za samce specifičen gen amhr2y, ki si ga delita morski zmaj in aligator.Ta projekt je zagotovil kritične dokaze za študije o prilagodljivi evoluciji.
Čas objave: 19. september 2022