扫码联系客服
2017年11月16日Nature在线发表了粗山羊草基因组
Genome sequence of the progenitor of the wheat D genome Aegilops tauschii
2017年11月20日Nature Plants 在线发表
The Aegilops tauschii genome reveals multiple impacts of transposons
D基因组两连发，研究的问题还都差不多，说明该是热点，还是热点。
中国农业科学院联合诺禾致源在小麦D基因组测序研究中取得新进展，相关成果于2017年11月20日在线发表在Nature Plants期刊上。
值得注意的是这次D基因组是中国农业科学院联合诺禾致源一起的成果。
其中中国农业科学院作物科学研究所赵光耀副研究员、邹枨副研究员和诺禾致源生物信息工程师李奎为本文共同第一作者，作科所贾继增研究员、孔秀英研究员、毛龙研究员、中国科学院植物研究所焦远年研究员和诺禾致源高级技术总监江文恺为共同通讯作者。
小麦是重要的全球作物，基因组大且复杂。本研究通过组装出高质量染色体水平的节节麦基因组，绘制节节麦TE全基因组分布图谱，分析TE对D基因组进化、基因结构和基因表达的多重影响。今天，小编就和大家聊聊这篇文章的过人之处。
The Aegilops tauschii genome reveals multiple impacts of transposons
期刊：Nature Plants 时间：2017年11月
影响因子：10.3
材料和方法
文库类型：450bp、2kb、5kb、8kb、20kb、40kb，三代文库
测序平台：Illumina HiSeq、PacBio SMRT RS II
测序深度：二代约185X，三代约12X
研究成果
1、基因组组装及注释
Illumina 平台数据产出总量约778Gb，PacBio RS II数据产出量约53Gb。最终组装结果Contig N50为112.6 kb，Scaffold N50为12.1Mb（表1）。相比于2013年组装的Ae. tauschii版本，本次组装出来的基因组在连续性上超越了先前版本的210倍。包含164,872个SNP标记的高密度遗传图谱将scaffolds组装到了染色体水平。
对基因组进行PCGs、RNA、假基因注释，分析了TEs在7条染色体上的分布（图1）；Ae. tauschii基因组包含42828 个PCGs，其中98%的基因都定位在了组装的染色体上；另外本研究还确定了25893个可能与提前终止子或者移码突变相关的假基因。比较基因组分析显示这几个物种基因组间有较强的共线性， Ae. tauschii基因组内部共线区域较少，最大的共线区域发生在染色体1和3之间（图2）。
图1 TEs在染色体上的分布
图2 基因组共线性分析
2、TEs分析
TEs序列占已组装基因组序列的85.9%，逆转录转座子及DNA转座子分别占基因组的59.9%、19.6%。最终我们共鉴定到4669个TE家族，LTR逆转录转座子是最丰富的TE类型，而CACTA是最丰富的DNA转座子类型；我们共鉴定到172个CACTA家族，进化树上共有4个分支（图3）；不同于其他CACTA亚家族主要分布于末端及基因丰富的区域，Aet-CACTA-4分布在着丝粒丰富的区域（图4）。
图3 进化分析
图4 Aet-CACTA-4染色体分布
3、TEs对进化和调控的影响
TE相关基因重复序列的爆发可以解释大量近期基因复制。与水稻等禾本科物种相比，节节麦在基因区和基因侧翼的逆转录因子和DNA转座子发生的概率最高。一些反转录转座子和TE的超家族在假基因或其侧翼区域富集。对同一样本进行全基因组甲基化测序和RNA测序结果显示，基因内CG/CHG甲基化水平低于基因间区。通过TE周围的甲基化模式检测，发现存在TE插入的内含子甲基化水平比没有TE的内含子高（图5）。
图5 TEs对进化和调控的影响
4、遗传图谱整合以及关键农艺性状基因和QTL位点定位
将735个RFLP、3,536个SSR标记以及大量SNP标记定位到节节麦基因组上，获得一个高精度综合遗传图谱（图6）。将50个基因QTL锚定到D基因组上。利用图位克隆鉴定了256个关键农艺性状相关基因。1D到7D染色体上分别锚定到33，54，38，33，37，20，58个基因或QTL位点。这些结果表明，该参考基因组不仅能用于基因组研究，还能为分子育种和基因克隆提供有力资源。
图6 遗传图谱
结论
该研究构建了节节麦富含TE结构的高质量参考基因组，并挂载到染色体水平。节节麦基因组具有大量的假基因，有近1/2的基因中携带有TE，这些基因的甲基化水平较高，转录较少。利用遗传标记构建了第一张准确综合的节节麦遗传物理图谱，并将近期发现的重要农艺性状相关的基因和QTL位点定位到染色体水平，有助于分子育种和重要功能基因的挖掘。
参考文献
[1] Guangyao Zhao, Cheng Zou, Kui Li, et al. The Aegilops tauschii genome reveals multiple impacts of transposons [J].Nature Plants, 2017. doi:10.1038/s41477-017-0067-8
点击以下「关键词」，查看往期内容：
TCGA | 小工具 | 数据库 |组装| 注释 | 基因家族 | Pvalue
基因预测 |bestorf | sci | NAR | 在线工具 | 生存分析 | 热图
生信不死 | 初学者 | circRNA | 一箭画心| 十二生肖 | circos
舞台|基因组 | 黄金测序 | 套路 | 杂谈组装 | 进化 | 测序简史
