大家好,今天我们将推出本号的第一篇推文"[Nature]首个杂草基因组序列的公布--节节麦基因组"
2000年,拟南芥作为第一个高等植物基因组被发表,之后多种作物的基因组序列陆续公布。直到2013年,首个杂草基因组序列--节节麦基因组草图被来自中国农业科学院作物科学研究所,阿卜杜勒·阿齐兹国王大学,深圳华大基因研究院等单位的专家联合攻关,成功解析,并以“Aegilops tauschii draft genome sequence reveals a gene repertoire for wheat adaptation”发表于Nature。
节节麦不仅是小麦田杂草之一,更是现代六倍体小麦的DD亚基因组来源,其中富含丰富的遗传资源等待挖掘与利用。研究人员通过k-mer预估基因组大小为4.36Gb,最终成功组装出了ContigN50为4.5Kb,长约4.23Gb的Scaffold级别的基因组草图(表1)。并利用RNA-seq数据注释出了43,150个蛋白质编码基因。
之后作者进行了节节麦,二穗短柄草,水稻,高粱,大麦的基因家族分析,作者发现参与抗病性的NBS-LRR家族基因数量在节节麦中显著高于其他物种,这表明在节节麦当中,该基因家族发生了显著的扩张。除此之外,发现主要参与非生物胁迫过程的细胞色素P450家族,与低温驯化有关的CBF,LEA家族亦是如此(图1)。
除此之外,作者还在节节麦基因组中鉴定了一些Micro-RNA的扩张收缩,并计算了与大麦,二穗短柄草相比的Ka/Ks值,并利用Y2280和AL8/78杂交的490份F2个体构建了一个高密度遗传图谱(图2)。
总的来说,在第一份高等植物基因组序列(拟南芥,2000年)公布13年后。于2013年首个杂草基因组--节节麦基因组被成功解析并发表。虽然该基因组仅是草图级别,但为小麦遗传改良以及节节麦的安全防控提供了极大的参考和价值,是一项里程碑式的工作。
后续十年间,已陆续有20余份杂草基因组被成功组装并发表。在以后的推送中,我们将陆续分享一些有趣的杂草基因组学以及杂草生物学故事(包括但不限于杂草抗药性,杂草-作物相互作用等)。推文中有存疑或错误之处,敬请指正。
参考文献:Jia J, Zhao S, Kong X, etal. Aegilops tauschii draft genome sequence reveals a gene repertoire for wheatadaptation[J]. Nature, 2013, 496(7443): 91-95.
文章链接地址:https://www.nature.com/articles/nature12028
文中所有图表均来自"Jia J, Zhao S, Kong X, et al.Aegilops tauschii draft genome sequence reveals a gene repertoire for wheatadaptation[J]. Nature, 2013, 496(7443): 91-95."
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