2021年是百邁客成立的第12周年

這一年

百邁客見證了31項(xiàng)denovo研究的開花結(jié)果

年度影響因子突破320+

其中

共同作者15余篇

共同一作4余篇

這一年

百邁客坐擁10余臺主流三代測序平臺

全模式-高通量

助力denovo新起航

2022年伊始，已傳來兩項(xiàng)研究分別見刊Nature Genetics與Molecular Plant的喜訊，分別是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院牽頭，聯(lián)合相關(guān)單位完成的荔枝基因組研究論文“Two divergent haplotypes from a highly heterozygous lychee genome suggest independent domestication events for early and late-maturing cultivars”見刊于Nature Genetics；以及東北師范大學(xué)劉寶教授牽頭完成5個山羊草屬基因組“Genome sequences of the five Sitopsis species of Aegilops and the origin of polyploid wheat B-subgenome”見刊于Molecular Plant。后續(xù)小編也會奉上相關(guān)的文獻(xiàn)解讀以餮讀者~

那么，接下來我們一起來看看，2021年百邁客都合作發(fā)表了哪些優(yōu)秀的文章

植物類-多組學(xué)百花齊放

合作單位：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Nature Genetics

影響因子：38.331

本研究對我國栽培的優(yōu)良品種威寧黑麥進(jìn)行了基因組測序，基因組組裝大小為7.74 Gb，其中93.67%被掛載到7條染色體上，重復(fù)序列占總基因組的90.31%。并基于高質(zhì)量基因組揭示了全基因組基因復(fù)制及其對淀粉生物合成基因的影響，解析了復(fù)雜儲存蛋白基因座位點(diǎn)、早抽穗性狀的基因表達(dá)特征以及黑麥中與馴化相關(guān)的染色體區(qū)域和基因座。本次研究結(jié)果對黑麥的基因組特性及其農(nóng)藝性狀調(diào)控基因有了新的認(rèn)識，獲得了對進(jìn)一步研究黑麥馴化遺傳基礎(chǔ)可能有用的染色體區(qū)域和基因座。威寧黑麥基因組組裝對于破解黑麥基因組生物學(xué)，深化比較谷類基因組學(xué)研究，加速黑麥及相關(guān)谷類作物的遺傳改良具有重要價值。

 

合作單位：中國科學(xué)院昆明植物研究所

發(fā)表期刊：National Science Review

影響因子：17.273

以中國古老月季‘無刺光葉薔薇’（R. wichuraiana‘Basye’s Thornless’，BT）和‘月月粉’（R. chinensis‘Old Blush’，OB）及其雜交F1和回交BC1F1世代遺傳群體等為試材，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了二倍體BT染色體水平高量參考基因組。該基因組大小約為530.6 Mb；遺傳圖比對、BUSCO分析、二代reads回貼、與單倍體OB基因組比較、單堿基水平正確率分析和LTR組裝指數(shù)（LAI=20.03）等方法均確認(rèn)了BT基因組的高準(zhǔn)確性。綜合利用比較基因組學(xué)、分子遺傳學(xué)和演化生物學(xué)等方法手段解析了月季皮刺遺傳調(diào)控機(jī)制，系統(tǒng)研究了無刺BT和有刺OB間的重要遺傳分化，探究了月季皮刺遺傳調(diào)控機(jī)制，揭示了基因表達(dá)變異可能是皮刺表型分化的基礎(chǔ)，提出了皮刺發(fā)育早期的生理學(xué)功能假設(shè)，構(gòu)建了重要遺傳和基因組資源。

 

合作單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Advanced Science

影響因子：16.801

研究團(tuán)隊(duì)將栽培黃瓜（Cucumis sativus L., 2n=14）與野生酸黃瓜（C. hystrix Chakr., 2n=24）進(jìn)行種間雜交，通過胚胎拯救和染色體加倍，創(chuàng)造了甜瓜屬人工異源四倍體新物種“金瓜”。本研究利用PacBio+BioNano+Hi-C+Illumina等技術(shù)完成了“金瓜”的染色體水平基因組組裝，共組裝獲得530.8 Mb基因組（contig N50=6.5 Mb）將組裝的基因組序列掛載至19條假染色體上，并對其亞基因組進(jìn)行了√確區(qū)分。揭示并初步闡明了在異源多倍化物種形成三個階段中，種間雜交的作用顯著，以及亞基因組優(yōu)勢形成機(jī)制。金瓜不僅表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢，同時還具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，是利用多倍體化開發(fā)作物新品種的真實(shí)范例。本研究對于加強(qiáng)植物多倍化研究及作物育種利用具有重要意義。

 

合作單位：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Molecular Biology And Evolution

影響因子：16.242

本次研究首次利用Nanopore測序技術(shù)組裝了圓葉棉（K2）基因組，組裝大小為2.44Gb(contigN50 = 5.33 Mb)；并提升了亞洲棉（A2）和雷蒙德氏棉（D5）的基因組，組裝大小分別為1.62 Gb (contigN50 = 11.69 Mb)和0.75 Gb(contigN50 =17.04 Mb)。Hi-C掛載率均超過99%，BUSCO結(jié)果分別為 92.5%, 93.9%,及95.4%。眾多指標(biāo)表明，本次組裝的三個二倍體棉花品種基因組為參考級基因組水平。并通過比較基因組、Hi-C互作等分析，解析了轉(zhuǎn)座子活動驅(qū)動的基因組大小進(jìn)化特征，從轉(zhuǎn)座子擴(kuò)增和染色質(zhì)空間結(jié)構(gòu)角度為棉花物種進(jìn)化提供新的見解，為植物中轉(zhuǎn)座子活動介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控進(jìn)化研究提供參考。

合作單位：中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心

發(fā)表期刊：Nature Communications

影響因子：14.912

本研究通過Nanopore結(jié)合Hi-C技術(shù)組裝了2074.80 Mb芒草（南荻）基因組，ContigN50=1.71 Mb，并將94.30%的序列掛載至19條染色體上。通過BAC文庫、共線性評估、LAI評估、BUSCO評估、二代數(shù)據(jù)回比、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)回比評估，結(jié)果均顯示本次構(gòu)建了一個具有高連續(xù)性的高質(zhì)量基因組。利用著絲粒衛(wèi)星重復(fù)序列，確認(rèn)了南荻的異源四倍體起源。并通過共線性與WGD等分析發(fā)現(xiàn)南荻基因組中的串聯(lián)重復(fù)基因與應(yīng)對逆境脅迫和細(xì)胞壁合成功能均相關(guān)，相關(guān)基因的重復(fù)可能在C4光合作用中起作用，并有助于芒草C4的低溫光合作用。這些研究為更好地開展水稻等植物的環(huán)境適應(yīng)性研究和探索植物多年生的遺傳機(jī)制提供了參考。

 

合作單位：四川大學(xué)

發(fā)表期刊：Nature Communications

影響因子：14.912

本研究通過PacBio和HiC技術(shù)組裝注釋了高質(zhì)量染色體級別的喜樹基因組，最終組裝大小414.95 Mb，contigN50=1.47 Mb。比較基因組等研究發(fā)現(xiàn)，喜樹堿經(jīng)歷了一個獨(dú)立的全基因組復(fù)制，從中衍生出的許多基因與喜樹堿的生物合成有關(guān)。LAMT基因的功能分化和兩個SLAS基因的正向進(jìn)化都對喜樹堿在喜樹中的生物合成有很大貢獻(xiàn)。該研究揭示了喜樹中喜樹堿生物合成通路可能的分子進(jìn)化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量基因組組裝在識別新次級代謝物進(jìn)化起源中的遺傳變化具有十分關(guān)鍵的作用。

合作單位：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院三亞研究所

發(fā)表期刊：Molecular Plant

影響因子：13.162

本研究首先通過PacBio平臺構(gòu)建嵌合版木薯基因組，ContigN50=1.1 Mb，并經(jīng)過BUSCO評估、LAI評估、高密度遺傳圖譜等多種評估方式，表明了本次構(gòu)建了一個參考級的高質(zhì)量基因組。并基于具有“冗余”特征的基因組，進(jìn)一步結(jié)合Hi-C互作信號，將二倍體兩套的基因組進(jìn)行拆分，最終獲得具有18對同源染色體的雙單倍型基因組。前期研究結(jié)合本次同源對基因組的差異比較，進(jìn)一步說明了同源染色體之間不同遺傳位點(diǎn)的組合對生物表型有重要影響。本研究深化了對木薯雙等位基因變異遺傳基礎(chǔ)的理解，有助于探索雙等位基因的分化和表達(dá)優(yōu)勢及其潛在的進(jìn)化驅(qū)動力，為木薯改良的戰(zhàn)略性開發(fā)提供了可能。這些基因組資源將為創(chuàng)新木薯和其他高雜合作物的育種策略提供新的見解。

 

合作單位：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Molecular Plant

影響因子：13.162

本研究通過PacBio技術(shù)組裝完成511.6 Mb泡桐基因組，contigN50=852.4 Kb；并通過Hi-C技術(shù)將93.2%序列錨定至20條假染色體上，多種評估結(jié)果表明本次構(gòu)建了高質(zhì)量染色體水平的白花泡桐基因組。研究進(jìn)一步基于白花泡桐及其叢枝植原體基因組測序和進(jìn)化分析，揭示了C3光合作用與景天酸代謝相結(jié)合提高光合效率的方式，是白花泡桐快速生長的關(guān)鍵因素。并通過WGCNA、轉(zhuǎn)基因、酵母雙雜交、雙分子熒光互補(bǔ)和免疫共沉淀等方式，闡明了泡桐叢枝植原體效應(yīng)因子PaWB-SAP54介導(dǎo)的PfSPLa泛素化引起了泡桐叢枝病的形成。該研究為加速泡桐的分子育種、品種改良及進(jìn)一步闡明泡桐叢枝病發(fā)生分子機(jī)制奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

動物類-物種進(jìn)化深度剖析

合作單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所

發(fā)表期刊：Nature Ecology & Evolution

影響因子：15.462

本研究基于PacBio平臺組裝了被測序的頭足類動物中基因組*小的物種-鸚鵡螺基因組，其組裝大小為730.58 Mb，contigN50=1.1Mb，BUSCO評估為91.31%。通過鸚鵡螺基因組測序和進(jìn)化分析，揭示了針孔眼形成和生物礦化的演變規(guī)律，并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、基因家族及系統(tǒng)發(fā)育等分析對針孔眼、殼形成機(jī)制進(jìn)行了深入剖析。研究表明Hox簇完整性的破壞可能與軟體動物譜系中外殼的進(jìn)化丟失有關(guān)。鸚鵡螺基因組中晶狀體發(fā)育的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子NRL/Maf的缺失和晶狀體形成蛋白的基因家族收縮，共同促進(jìn)了鸚鵡螺針孔眼的形成。相關(guān)的研究成果對鸚鵡螺的生物學(xué)研究、遺傳資源保護(hù)以及頭足動物的適應(yīng)性演化都將發(fā)揮重要的推動作用。

 

合作單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所

發(fā)表期刊：Nature Communications

影響因子：14.912

本研究利用PacBio和Hi-C技術(shù)重新組裝了雄性直立海馬的基因組，其組裝大小為420.66 Mb，contig N50=15.5Mb。并通過包含21個不同海馬種的358個海馬標(biāo)本重測序與進(jìn)化關(guān)系分析，研究了海馬在世界范圍內(nèi)的分布和生物地理格局。研究發(fā)現(xiàn)海馬在晚漸新世進(jìn)化，展示了其隨后的全球定居路線，并表示這種特征與洋流動態(tài)變化和古時期的海道開口有關(guān)。此外，反復(fù)出現(xiàn)的“骨刺”適應(yīng)性表型的遺傳基礎(chǔ)與一個關(guān)鍵發(fā)育基因的獨(dú)立替代有關(guān)。因此，分析表明，通過洋流漂流可以彌補(bǔ)分散性差的缺陷，并且快速適應(yīng)有利于海馬開拓新的棲息地。

合作單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所

發(fā)表期刊：Science Advances

影響因子：14.132

本研究完成雌雄性海龍基因組的破譯，草海龍最終組裝大小為 ~659 Mb（♂）與 ~663 Mb（♀）, contig N50分別為10.0 Mb與12.1 Mb。綠海龍分別組裝~637 Mb（♂）與~648 Mb（♀），contig N50分別為18.0Mb與21.0 Mb。通過系統(tǒng)發(fā)育分析，明確草海龍與綠海龍在系統(tǒng)發(fā)育地位上屬于海龍亞科（Syngnathinae）的姊妹群，并于27.3 百萬年前左右發(fā)生分化。進(jìn)一步通過結(jié)合重測序分析、轉(zhuǎn)錄分析、比較基因組分析等研究揭示了草海龍適應(yīng)性進(jìn)化產(chǎn)物附葉的快速愈合和再生能力相關(guān)基因，以及海龍科物種性別決定基因的產(chǎn)生和演化歷程，為海洋魚類的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化研究提供了重要理論依據(jù)。

還有更多非常優(yōu)秀的項(xiàng)目案例，由于篇幅有限，小編這里就不一一列舉~

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百邁客2021年動植物基因組成功案例列表