百邁客基因組研究合作項目陸續(xù)見刊，一季度成功助力15余篇研究成果Online于國際知名期刊，這些項目中，百邁客有幸作為共同作者or參與其中基因組測序or基因組組裝分析等相關(guān)工作。文章既是實力的認可，也是服務(wù)的肯定！接下來，讓我們一起隨著時間線看看這些高質(zhì)量的文章都挖掘了怎樣精彩的故事~

案例一

合作單位：東北師范大學(xué)

發(fā)表期刊：Molecular?Plant

影響因子：13.162

六倍體普通小麥（Triticum?aestivum,?BBAADD）是全球范圍內(nèi)的主要糧食作物。其中，A和D亞基因組的二倍體祖先已經(jīng)明晰，B亞基因組的二倍體祖先來自于山羊草屬Sitopsis組的物種，但確切來源還存在爭議。本研究組裝了所有Sitopsis組的5個物種的染色體水平基因組；并部分組裝了無芒山羊草（Aegilops?mutica）的基因組用于系統(tǒng)發(fā)育分析。研究結(jié)果表明，六倍體普通小麥中的B套亞基因組的供體可能是一個已經(jīng)滅絕的山羊草屬Sitopsis組二倍體物種。研究還鑒定了小麥-山羊草復(fù)合群在演化過程中的種間特異性遺傳漸滲現(xiàn)象。五個Sitopsis組物種基因組大小的差異主要是由于獨立的物種分化后轉(zhuǎn)座子擴張所導(dǎo)致的。作者還鑒定了一系列與重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的Sitopsis基因，可用于未來小麥的育種改良。這些新組裝的基因組資源為小麥-山羊草復(fù)合群的演化和遺傳改良提供了重要的研究思路。

案例二

合作單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Nature?Genetics

影響因子：38.331

荔枝（Litchi?chinensis）屬于無患子科，是一種風(fēng)味獨特的熱帶水果。“妃子笑”是荔枝廣栽品種之一，基因組具有高度雜合（~2.27%）。本研究通過Ilumina、PacBio、HiC和10X等技術(shù)構(gòu)建了兩套高質(zhì)量的“妃子笑”單倍型基因組（Size?470?Mb）。比較發(fā)現(xiàn)，共有13517個等位基因在不同組織中差異表達。對72份荔枝材料進行重測序分析發(fā)現(xiàn)，荔枝發(fā)生過兩次獨立的馴化事件。馴化于來自云南的一個野生群體的極早熟荔枝品種主要與“妃子笑”的其中一個單倍型對應(yīng)；而獨立馴化于來自海南的一個野生群體的晚熟荔枝品種則與另外一個單倍型對應(yīng)。早熟荔枝品種可能是極早熟荔枝品種與晚熟荔枝品種的雜交形成的，在廣東培育而成。研究發(fā)現(xiàn)，包含一對CO-like基因的3.7kb序列的缺失變異可能調(diào)控著不同荔枝品種間的果實成熟差異。本研究為荔枝的馴化歷史提供了新的視野，同時也為加速荔枝及相關(guān)作物的育種改良提供了寶貴資源。

案例三

合作單位：西南大學(xué)

發(fā)表期刊：Horticulture?Research

影響因子：6.792

桑樹（Morus?spp.）是一種重要的經(jīng)濟林木，是家蠶的主要食用植物，并在中藥中有多種用途。桑樹屬有兩個基本染色體數(shù)目（Morus?notabilis?n=7；Morus?alba?n=14）的報道，但它們之間的進化歷史和關(guān)系尚不清楚。本研究利用Nanopore、Hi-C等技術(shù)，組裝了染色體級別高質(zhì)量的川桑(M.?notabilis)基因組（Size?547?Mb；ContigN50=4.48?Mb）。川桑的6條染色體與白桑的14條染色體具有較高共線性，川桑和白桑的有絲分裂中期到減數(shù)分裂終變期過程中均存在染色體融合現(xiàn)象，并通過熒光原位雜交進一步證實。這也是川桑基因組只有6條染色體的原由。研究發(fā)現(xiàn)，長末端重復(fù)的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是桑樹基因組分化和進化的主要驅(qū)動因素。本研究為桑樹的進化研究提供了重要的見解和堅實的基礎(chǔ)，從而加速了桑樹品種的遺傳改良。

案例四

合作單位：中國檢科院植物檢疫研究所

發(fā)表期刊：Communications?Biology

影響因子：6.261

橘小實蠅（Bactrocera?dorsalis）是世界重大入侵害蟲，被列入我國首批重點管理外來入侵物種名錄。本研究借助三代PacBio和HiC等測序技術(shù)，構(gòu)建了高質(zhì)量染色體水平的橘小實蠅基因組（Size?542.04?Mb；contigN50=1.12Mb）。比較基因組研究發(fā)現(xiàn)，DDE超家族核酸內(nèi)切酶、熱休克蛋白Hsps、嗅覺受體ORs等基因家族在橘小實蠅中發(fā)生顯著擴張。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)p38MAPK信號通路在橘小實蠅快速適應(yīng)新環(huán)境的過程中發(fā)揮重要作用，并且可能是橘小實蠅在非生物脅迫下維持穩(wěn)態(tài)機制的核心。橘小實蠅基因組中存在大量的基因復(fù)制事件，DDEs中約三分之一的基因發(fā)生片段復(fù)制，推測其與橘小實蠅復(fù)合體的形成密切相關(guān)。本研究將有助于進一步深入了解其復(fù)雜的種群結(jié)構(gòu)，并對于全面了解害蟲對逆境的耐受機制、制定創(chuàng)新的害蟲防治策略具有重要的科學(xué)意義和理論依據(jù)。

案例五

合作單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所

發(fā)表期刊：Communications?Biology

影響因子：6.261

中國菰（Zizania?latifolia）屬于禾本科稻族菰屬，是東亞和東南亞一種珍貴的藥用同源谷物。本研究通過Nanopore、Hi-C等技術(shù)完成了高質(zhì)量中國菰基因組（Size?547.38Mb；Contig?N50=4.78?Mb），掛載率高達99.63%。系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)，中國菰與假稻（Leersia?perrieri）和稻屬（Oryza）植物親緣關(guān)系更近，其分化時間約為19.7-31.0百萬年。共線性和轉(zhuǎn)錄組分析揭示了參與脫落層形成(ALF)和降解(ALD)的候選基因，并分析了這些基因在離層形成和降解過程中的表達特性。在中國菰基因組中，研究者進一步發(fā)現(xiàn)了水稻稻殼素生物合成基因簇中的MAS、CYP99A、CPS和KSL同源的基因。中國菰基因組的研究為其快速進化提供了重要的理論基礎(chǔ)。

案例六

合作單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所

發(fā)表期刊：Genomics?Proteomics?Bioinformatics

影響因子：7.692

紫花苜蓿（Medicago?sativa?L.）是世界上最重要的牧草，具有較高的營養(yǎng)價值和產(chǎn)量。本研究結(jié)合PacBio組裝了中國廣泛栽培的品種“中苜4號”高質(zhì)量基因組（Size?2.74Gb），并利用Hi-C技術(shù)將93%序列錨定到32條染色體上（2n=4x=32），最終完成了同源四倍體四套基因組的完整組裝。在同源染色體之間共鑒定到34,922個等位基因。群體結(jié)構(gòu)分析表明，亞洲和南美苜蓿的遺傳多樣性低于歐洲苜蓿，表明地理位置可能影響苜蓿在當?shù)剡m應(yīng)過程中的遺傳分化。全基因組關(guān)聯(lián)分析獲得101個與秋眠性、耐鹽性、營養(yǎng)品質(zhì)等27個重要農(nóng)藝性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP標記。該研究為苜蓿遺傳改良和新品種選育提供了重要支撐。

案例七

合作單位：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所

發(fā)表期刊：Molecular?Ecology?Resources

影響因子：7.09

李子屬于薔薇科李屬，李樹在休眠期需要一定的低溫才能解除休眠。了解芽休眠和低溫需求調(diào)節(jié)的分子機制，對于李子品種選育和生產(chǎn)至關(guān)重要。本研究篩選出一個需冷量極低的中國李品種‘三月李’，并通過輻射誘變培育出保留了“三月李”低需冷量性狀的紅肉李品種‘福紅’。本研究基于PacBio、Hi-C等技術(shù)完成了‘三月李’高質(zhì)量基因組組裝（Size?282.38?Mb，contigN50=1.37Mb，掛載率99.73%）。研究發(fā)現(xiàn)其存在6個呈串聯(lián)重復(fù)分布的休眠調(diào)控關(guān)鍵基因DAM，其中PsDAM6的第五個外顯子存在一個長片段插入，導(dǎo)致外顯子缺失。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)“三月李”休眠花芽中PsDAM6基因的表達量顯著低于需冷量較高的‘芙蓉李’，而低溫處理抑制了PsDAM6的表達。這些結(jié)果表明PsDAM6可能是控制李需冷量的關(guān)鍵基因。“三月李”的基因組序列為闡明調(diào)控低溫需求的分子機制提供了寶貴的資源，也有助于鑒定與李樹其他重要農(nóng)藝性狀控制和分子育種有關(guān)的基因。

案例八

合作單位：北京林業(yè)大學(xué)

發(fā)表期刊：Horticulture?Research

影響因子：6.792

甘菊（Chrysanthemum?lavandulifolium）為菊屬植物中的二倍體物種，作為重要的觀賞植物，菊花不同的品種間的頭狀花序類型多樣，但頭狀花序發(fā)育的分子機制尚不清楚。本研究基于?Pacbio、Hi-C等技術(shù)完成了2.60?Gb高質(zhì)量染色體水平的甘菊參考基因組。結(jié)合甘菊頭狀花序發(fā)育的6個重要時期和其他菊科植物不同類型頭狀花序發(fā)育關(guān)鍵時期的轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，MADS-box、TCP、NAC和LOB基因家族可能參與管狀花和舌狀花的分化。NAM和LOB30可能是頭狀花序上舌狀花和管狀花原基分化調(diào)控中的關(guān)鍵角色。本研究不僅為菊花提供了高質(zhì)量的參考基因組，而且為深入了解菊花頭狀花序類型多樣性的分子機制提供了依據(jù)。

案例九

合作單位：蘭州大學(xué)

發(fā)表期刊：Plant?Biotechnology?Journal

影響因子：9.803

芨芨草（Achnatherum?splendens）屬于禾本科針茅族芨芨草屬，擁有良好的耐鹽性和耐旱性，具有重要的經(jīng)濟價值。本研究結(jié)合PacBio、Hi-C等技術(shù)，完成了1.17?Gb高質(zhì)量芨芨草基因組。比較基因組研究表明，芨芨草與水稻約5400萬年前發(fā)生分化，并在分化后（約18-20百萬年前）發(fā)生了特有WGD事件。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，特有的WGD事件引起了基因功能冗余和分化，增強了芨芨草的耐鹽性。本研究為物種的鹽適應(yīng)提供了基因組學(xué)見解，并為未來與其他單子葉植物的進化和比較基因組學(xué)分析提供了新的遺傳資源。

案例十

合作單位：中科院南海海洋研究所

發(fā)表期刊：Genomics?Proteomics?Bioinformatics

影響因子：7.692

香港牡蠣（Crassostrea?hongkongensis）是一種我國華南沿海特有和優(yōu)勢經(jīng)濟水產(chǎn)養(yǎng)殖物種，同時具有典型的固著生活方式和高度的左右殼不對稱形態(tài)。因此，本研究基于illumina、PcaBio與Hi-C等技術(shù)，最終完成?729.6?Mb香港牡蠣高質(zhì)量基因組組裝。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，牡蠣物種大約在92.1?百萬年前形成，大約始于白堊紀-古近紀滅絕事件末期。通過與比較基因組等聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)了同源異形框基因Antp的丟失和細胞外基質(zhì)基因家族的廣泛擴張是驅(qū)動牡蠣從附著到固著轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。同源轉(zhuǎn)錄因子（Pitx2和Rfx6）以及種系特異擴張基因家族tyrosinase的不對稱表達，可能是殼不對稱形成的分子基礎(chǔ)。該研究成果為深入了解雙殼貝類生物演化及生物保護等方面提供了重要參考。

案例十一

合作單位：福建師范大學(xué)

發(fā)表期刊：Horticulture?Research

影響因子：6.792

無患子是一種環(huán)境友好的植物和可再生能源，其果實富含皂甙和油脂，被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)、生物柴油和生物化工。本研究基于PacBio?HiFi與Hi-C完成391Mb高質(zhì)量無患子基因組（Contig?N50=2.88?Mb）。與近緣種相比，在無患子基因組中擴張與收縮的基因家族分別與細胞生長、脂質(zhì)代謝以及三萜生物合成等方面相關(guān)。對全國104份無患子重測序分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)受到選擇的基因高度參與防御反應(yīng)和生長發(fā)育、脂質(zhì)代謝、萜類和聚酮類代謝。GWAS分析檢測關(guān)聯(lián)的區(qū)域主要涉及到無患子中含油率、皂苷產(chǎn)出率、果實重量表型、果肉比、出籽率、出仁率等性狀。本研究為無患子科的進一步研究提供了豐富的基因組資源，并為無患子優(yōu)良種質(zhì)資源篩選提供了重要的理論基礎(chǔ)。

案例十二

合作單位：廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所

發(fā)表期刊：Horticulture?Research

影響因子：6.792

龍眼（2n=2x=30）是無患子科熱帶/亞熱帶常綠果樹，具有豐富的營養(yǎng)價值與經(jīng)濟價值。作者通過PacBio+Illumina+Hi-C等技術(shù)完成了大小為455.5Mb的高質(zhì)量龍眼栽培品種’雞蛋本'(JDB)基因組組裝（染色體掛載率98.7%）。來自中國南方五個省份的87份材料重測序分析結(jié)果表明，不同地理起源的栽培品種之間明顯的種群混雜和滲入，基因流檢測結(jié)果與龍眼遷徙史記錄一致。龍眼栽培品種的全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）確定了6個不同果實品質(zhì)性狀的QTL，并在Chr3上發(fā)現(xiàn)一個總可溶性固形物和種子重量共享的QTL。龍眼高質(zhì)量染色體水平基因組的破譯以及群體遺傳研究，為今后龍眼品種的分子研究和育種提供重要依據(jù)。

案例十三

合作單位：揚州大學(xué)

發(fā)表期刊：The?Plant?Journal

影響因子：6.417

芡實屬于被子植物基部睡蓮科芡實屬，是水生植物葉片特殊形態(tài)及環(huán)境的適應(yīng)性進化研究的良好材料。作者通過Nanopore與Hi-C等技術(shù)手段最終組裝完成了748.26?Mb的芡實基因組，contigN50=2.47?Mb。并重建了芡實的三套亞基因組（Sub1，Sub2，Sub3），揭示了芡實古三倍化的“兩步法”演化模式。轉(zhuǎn)錄組研究結(jié)果表明，WGT事件中保留的多拷貝基因?qū)蛯嵵谐墒烊~、花、果實和種子等組織的進化非常重要；編碼生長素反應(yīng)因子（ARF）等激素相關(guān)基因、GRF基因家族、核糖體蛋白基因、能量轉(zhuǎn)運相關(guān)的SWEET基因家族的擴增與葉快速生長相關(guān)。芡實高質(zhì)量的基因組研究提供了物種多倍體化進行基因組進化的新見解，也為葉片發(fā)育的適應(yīng)性進化提供了重要的理論基礎(chǔ)。

案例十四

合作單位：浙江農(nóng)林大學(xué)

發(fā)表期刊：Plant?Communications

主要研究內(nèi)容：常綠藍莓（2n=2x=24）可與北方高叢藍莓雜交，培育出適應(yīng)亞熱帶地區(qū)栽培生產(chǎn)的南方高叢藍莓，為藍莓育種提供了寶貴的資源。作者結(jié)合Nanopore、Illumina、Hi-C等技術(shù)完成562.96Mb高質(zhì)量常綠藍莓基因組的組裝（ContigN50=1.50?Mb）。常綠藍莓和高叢藍莓在~11.72?Mya發(fā)生分化，其祖先在~19.14?Mya時與蔓越莓發(fā)生分化。MAIN和MAIN?like?1等相關(guān)基因發(fā)生擴張可能是由于亞熱帶地區(qū)光照條件的改變以及環(huán)境脅迫導(dǎo)致?；驍U增和串聯(lián)重復(fù)分析表明，防御和開花相關(guān)基因可能在常綠藍莓適應(yīng)亞熱帶環(huán)境中發(fā)揮作用。通過比較果皮、果肉、葉片的RNA-seq分析，發(fā)現(xiàn)了常綠藍莓中越桔屬物種的角質(zhì)層生物合成途徑，這一結(jié)果為漿果顏色培育提供了重要的參考。本研究為商業(yè)化的多倍體藍莓研究提供了重要的研究模型，同時也為越橘屬的演化提供了參考。

案例十五

合作單位：中國林科院林業(yè)研究所

發(fā)表期刊：Plant?Biotechnology?Journal

影響因子：9.803

沙棘（Hippophae?rhamnoides）是胡頹子科的一種具有經(jīng)濟和生態(tài)價值的植物，具有豐富的生物和藥理活性物質(zhì)。本研究基于PacBio與Hi-C等技術(shù)完成了對蒙古沙棘（H.rhamnoide?subsp.mongolica）高質(zhì)量基因組組裝（Size?849?Mb；contigN50?2.15?Mb）。結(jié)合比較基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組以及重測序等方法，揭示了額外的全基因組復(fù)制事件促進了沙棘脂肪酸和抗壞血酸生物合成相關(guān)基因的擴張，并篩選得到GalLDH、GMPase和ACC、TER等調(diào)控沙棘果實不飽和脂肪酸和抗壞血酸含量的關(guān)鍵基因，這些基因受到沙棘基因組WGD的擴張并伴隨基因組分離重組而分散在不同染色體上。本研究為沙棘植物化學(xué)創(chuàng)新的分子基礎(chǔ)提供了新的見解，并為探索胡頹子科的進化和分子育種提供了寶貴的資源。

截至目前，百邁客已有10年+的基因組+群體研究經(jīng)驗，基因組項目成功案例百余篇；影響因子：1200+?。其中包含cell（IF?41.582）、8篇Nature?Genetics（IF?38.331）；9篇Molecular?Plant（IF?13.164）；5篇Nature?communications（IF：14.912）等國內(nèi)外具有高影響力的高分期刊。

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