盘点最热门的基因组测序新成果

　　The scientist杂志盘点了近期各大杂志上最热门的基因组测序成果，让我们看看科学家们又从测序中获得了什么新知识吧。

　　种属：家猫（Felis catus）

　　基因组：3.1 billion bp

　　家猫会患上白血病也会受到免疫缺陷病毒的感染。为了更好的理解相关疾病，一个跨国科研团队测序了三只家猫的基因组并且进行了注释。这项研究为人们提供了一个新的猫科基因组浏览器——Genome Annotation Resource Fields（GARfield），其中包括血细胞的甲基化模式，以及两万一千多个基因组注释。相关论文发表在八月五日的GigaScience杂志上。

　　Nova Southeastern大学的Stephen O’Brien等人使用三种不同的方法对三只家猫进行测序和分析。虽然此前人们发布过家猫的基因组，不过之前的鸟枪测序法覆盖度太低，这项研究有助于填补之前留下的缺口。此外，这项研究也有一些新发现，比如发现了新的逆转录病毒类似元件和单核苷酸突变。研究显示，家猫基因组中约有55.7%是由重复序列组成的。

　　种属：南极蠓（Belgica antarctica）

　　基因组：99 million bp

　　南极蠓是南极洲唯一一种完全陆生的本土动物，南极蠓测序揭向人们展示了极端环境对基因组结构的限制，这项研究于八月十二日发表在Nature Communications杂志上。

　　不能飞的南极蠓是目前基因组最小的昆虫，但它却具有差不多13,500个功能基因。南极蠓基因组之所以那么小，是因为它的内含子很短，而且重复序列和转座元件稀少。

　　“我们感兴趣的是，其他极端环境生物（南极的扁虱、螨虫等）的基因组是不是也这么特别，”文章的共同作者，俄亥俄州立大学的David Denlinger教授说。

　　研究人员指出，在南极蠓中热激蛋白、抗氧化酶、水通道蛋白的表达模式很独特。正是这些适应性改变帮助南极蠓在严酷的环境条件下生存下来，在那里干燥、严寒和高紫外线辐射是家常便饭。

　　“这是首次测序极端环境下的昆虫，为以后的比较研究奠定了基础，”华盛顿州立大学的Joanna Kelley说。“此前有研究认为，有效群体大小越小基因组就越大，但我们看到南极蠓正好与此相反。”

　　种属：新月弯孢霉（Curvularia lunata）

　　基因组：35.5 million base pairs

　　新月弯孢霉（Curvularia lunata）在我国造成了玉米作物的严重损失，日前上海交通大学的研究团对这种真菌进行了基因组测序，并将结果发表在七月二十四日的BMC Genomics杂志上。

　　陈捷教授及其同事收集了影响不同的农业区域的五个C. lunata菌株，它们能够感染玉米、大麦、小麦、高粱和其他禾本类植物。研究人员通过比较发现，大约在两千四百万年和五千万年前，C. lunata菌株CX-3和m118从另一种玉米病原体——Bipolaris maydis中分支出来，这三种致病菌现在仍然亲缘紧密。

　　研究显示，C. lunata菌株CX-3的基因组编码了超过11,000个蛋白编码基因，并且含有一些独特的基因组岛，这些区域可能对其毒性非常关键。CX-3中的转座子元件比B. maydis或m118都要多。

　　研究人员比较了这三种致病菌的转录组，发现与次级代谢通路有关的基因存在表达差异。此外，CX-3的一些基因有助于真菌在压力环境下的生存。这项研究可以帮助人们更好的理解C. lunata，并在此基础上开发更灵活的策略，控制其感染农作物。

　　种属：蜜蜂（Apis mellifera）

　　基因组：236 million bp

　　为了理解蜜蜂的进化史，研究人员测序了全球14个种群的140种蜜蜂。他们分析了八百三十万SNP（单核苷酸多态性），揭示了蜜蜂对病原体和气候编码的遗传学适应。相关结果发表在上周的（八月二十四日）Nature Genetics杂志上。

　　此前有研究认为蜜蜂起源于非洲，但这项研究表明Apis mellifera其实来自亚洲。Uppsala大学的Matthew Webster领导研究团队发现，蜜蜂的种群大小在过去发生过显著的波动，这可能是气候变化引起的。

　　人类的蜜蜂养殖增加了驯化蜜蜂的遗传多样性。“研究还表明，高水平的近亲繁殖，并不是蜜蜂全球栖息地丧失的主要原因，”Webster说。

　　研究人员发现，非洲蜜蜂和欧洲蜜蜂的一些特殊基因存在差异，比如与疾病抗性、精子活力和发育有关的基因。他们认为，精子竞争可能是推动蜜蜂进化的一个重要因素。

　　Matthew Webster指出，这项研究揭示了蜜蜂抵抗疾病和适应气候背后的生物学机制，这些重要的信息可以帮助我们保护蜜蜂应对快速变化的世界。

　　种属：油菜（Brassica napus）

　　基因组：525.8 million bp

　　七月二十九日Science杂志上发表的一项研究表明，人类的农业筛选过程塑造了油菜的基因组，提高了产油基因的表达，减少了硫代葡萄糖苷（glucosinolates）的生产，这种化合物在饲料里会引起动物中毒。

　　油菜Brassica napus是一种异源多倍体，是亚洲卷心菜B. rapa和地中海卷心菜B. oleracea发生染色体融合产生的。油菜早在七千年前就已经被人类驯化，主要用于榨油和食用。

　　法国农业科学研究院的Boulos Chalhoub领导研究团队，生成了B. napus的基因组草图，他们发现，在B. napus基因组的一些区域中，来自B. rapa 和B. oleracea的基因会不断发生交换。人类为了提高产量而进行的筛选，就与这些基因有关。

　　“理解B. rapa 和B. oleracea的基因组，是拼接油菜基因组的关键，”文章的共同作者，Georgia大学的Andrew Paterson说。“这三个物种就像在谈一场三角恋，油菜在B. rapa和B. oleracea的基因之间摇摆不定。”理解这些事件以及油菜的演化，有助于进一步提高油菜产量来满足人们日益增长的需求。