2018年基因组测序盘点——各种新鲜的植物

　　作为人类的主要食物，植物在我们的生活中扮演着重要角色。然而，由于植物基因组比较大，表现出多种倍性，还存在着大量的重复区域，故植物基因组的测序工作一直进展缓慢。

　　如今，得益于新型的测序技术，比如PacBio和Oxford Nanopore的长读长测序技术，许多植物在2018年收获了基因组，或者说更优质的基因组。这些工作有助于植物多样性研究和育种保护。

　　值得我们骄傲的是，中国科学家在此领域做出了杰出的贡献。

　　论文标题：Genome sequence of the progenitor of wheat A subgenome Triticum urartu

　　发表杂志：Nature

　　广泛种植的普通小麦是一个经两次自然杂交而形成异源六倍体，含有A、B和D三个亚基因组，其基因组大（约17 Gb，是水稻基因组的40倍）而复杂，85%以上基因组DNA为重复序列，致使其基因组测序研究困难重重，进展缓慢。追本溯源。乌拉尔图小麦（基因组约为5 Gb）是普通小麦和其它多倍体小麦（如野生和栽培的四倍体小麦、Timopheevii 和 Zhukoviskyi小麦等）中A基因组的原始二倍体供体。因此，乌拉尔图小麦在多倍体小麦进化过程中起着基础性的核心作用。

　　针对小麦结构基因组解析这一科学难题，中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体国家重点实验室的小麦基因组研究团队与遗传发育所的基因组分析平台等合作，通过构建A基因组BAC文库和BAC测序，结合全基因组PacBio测序以及最新物理图谱构建技术（BioNano和10x Genomics），最终完成了乌拉尔图小麦材料G1812的基因组测序和精细组装，绘制出了小麦A基因组7条染色体的分子图谱，注释出了41,507个蛋白编码基因。

　　更多详情：http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-5/2018510120928219.htm

　　娇艳的月季花

　　论文标题：The Rosa genome provides new insights into the domestication of modern roses

　　发表杂志：Nature Genetics

　　“才人相见都相赏，天下风流是此花”，月季在文化和经济上都很重要，被用作装饰植物和香水行业的主要材料。自古以来，它们一直都由人类培植，并在全世界的各个地区广泛种植。然而，现代月季具有复杂的基因组，之前的月季基因组组装严重分散，难以破译其奥秘。

　　来自法国和中国的研究人员利用长读长测序和小孢子培养方法组装方法，对七对月季染色体所携带的所有遗传信息进行测序和解读，并对其所有36,377个基因进行了鉴定。这帮助研究人员更好地理解是什么赋予了月季令人珍爱的属性。

　　更多详情：http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-6/201865173645309.htm

　　“恶之花”罂粟

　　论文标题：The opium poppy genome and morphinan production

　　发表杂志：Science

　　罂粟常被称之为“恶之花”，外表虽明艳动人，却能滋生瘾患。不过，它是缓解人类疾病痛苦的良药。破解罂粟基因组是当今科学界亟待破解的世界难题。由于罂粟的基因组存在大量（约70%）的重复序列，且经历了多次大规模的结构变异，使得解析该基因组异常困难。

　　西安交通大学和英国约克大学的研究团队以英国本土罂粟植物为对象，利用多种前沿基因组测序技术、复杂数学模型、深度挖掘及分析方法成功破译罂粟基因组并揭示其进化历史，首次在国际上完成了罂粟全基因组测序及高质量组装分析。

　　更多详情：http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-8/2018831113506345.htm

　　鲜甜的甘蔗

　　论文标题：Allele-defined genome of the autopolyploid sugarcane Saccharum spontaneum L.

　　发表杂志：Nature Genetics

　　甘蔗是基因组最为复杂的作物之一。由于甘蔗经济价值重大，近十多年来，国际上很多国家都在积极开展甘蔗基因组的研究，如巴西、法国、泰国，但由于受到复杂的大基因组、高多倍体以及同源异源杂交品种等因素限制，均未获得突破性进展。

　　福建农林大学明瑞光教授领导的研究团队攻克了同源多倍体基因组拼接组装的世界级技术难题，率先破译了甘蔗“割手密”种基因组，同时还解析了甘蔗“割手密”种的系列生物学问题，特别是揭示了“割手密”种的基因组演化、抗逆性、高糖以及自然群体演化的遗传学基础。

　　更多详情：http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-10/2018109174228974.htm

　　美味的玉米

　　论文标题：Extensive intraspecific gene order and gene structural variations between Mo17 and other maize genomes

　　发表杂志：Nature Genetics

　　玉米是一种重要的粮食作物及经典的遗传模式植物。玉米自交系之间存在着广泛的遗传变异，不同杂种优势群之间的杂交后代表现出极高的杂种优势现象。以B73自交系为代表的Reid群和以Mo17自交系为代表的Lancaster群是世界上最经典也是最著名的两个玉米杂种优势群，由B73和Mo17杂交产生的后代曾经在全球范围内广泛种植。

　　中国农业大学，美国康奈尔大学等处的研究人员利用第三代测序技术（PacBio单分子测序技术），结合Bionano光学图谱技术及Illumina高通量测序，对玉米Mo17基因组进行组装，在基因组学层面对玉米自交系间能够形成特别显著的杂种优势的原因提供了一个新的解释。文章的通讯作者为中国农业大学赖锦盛教授。