基因组时代基因组的“黄金搭档”——基因组+转录组文章热门期刊及案例分享

基因组时代基因组的“黄金搭档”——基因组+转录组文章热门期刊及案例分享

       全基因组测序技术是对某物种基因组进行测序，得到其基因组序列的方法，主要包括从头测序（denovo sequencing）和重测序（re-sequencing）。全基因组的从头测序不参考任何序列信息，对物种的基因组直接进行测序，然后对得到的序列进行排序、拼接，从而绘制出该物种的全基因组序列图谱。目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术，全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低，全基因组测序技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在动植物起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序，能够发现拷贝数变异 （CNV）及单核苷酸多态性（SNP）变异，丰富现有的 CNV 和 SNP数据库，为抗病、生长、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。

       NC、Horticulture Research、Gigascience占据了基因组文章前三位，说明它们是基因组领域的“热门期刊”；另外，植物学领域著名期刊PBJ、NP、MP、PJ等基因组文章平均刊发数量也在逐年攀升这也值得重点关注。后基因组时代，多组学联合研究更充分挖掘物种的遗传信息。基因组文章统计发现单纯应用比较基因组学的文章具有成文快、审稿短等特点，能在短时间内发一篇不错的SCI 文章。但在所有组学中，转录组堪称基因组的“黄金搭档”，大部分文章都利用基因组+转录组，用了转录组辅助验证。下面我们来看几篇高分的“基因组+转录组”文章思路及研究内容。

案例一

文章题目：黄连基因组分析黄连小檗碱型生物碱多样性  

影响因子:  12.121(Q1)

发表期刊：Nature communications                    

发表时间：2021年6月2日                                              

发表单位：湖北中医药大学药学院、湖北省药品检验所、华中农业大学

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-23611-0

组装策略：Illumina  100× 108.9 Gb& Nanopore 80X 85.9 Gb+转录组(57,533)

研究内容

       本研究提出了黄连染色体基因组组装和注释方法。系统发育和比较基因组分析揭示了该物种系统发育位置，还发现了毛茛科共享的一种古老的全基因组复制(WGD），标记了黄连原小檗碱型生物碱生物合成基因。特别是局部基因组串联复制促进毛茛科支特异性基因家族细胞色素P450 (CYP) 719扩增。编码小檗碱生物合成途径中(S)-加碱合成酶的关键基因CYP719的多功能性可能在小檗碱相关生物碱的多样性中发挥重要作用。本研究为双子叶植物基因组模型早期分化提供新的见解，为毛茛属植物的遗传学和应用研究提供了有价值的模型基因组。

案例二

文章题目：基因组组装和自然表观基因组学研究表明，盐度诱导的三种木榄DNA甲基化

发表期刊：New Phytologis

影响因子：10.159

发表时间：2021年9月2日                                              

发表单位：冲绳科学技术大学院大学、伦敦大学

原文链接：https://doi: 10.1111/nph.17738

组装策略：Illumina 51X 72 Gb&PacBio 120X 50 Gb+转录组(131108)

研究内容

       本研究对红树林物种木榄进行基因组组装和自然表观基因组分析，同时还为红树林物种进行了首次基因组引导转录组组装。基因组大小309MB，预测编码34403个基因，重复序列含量为48%。根据他们的生长环境，自然生长的木榄（B.gymnorhiza）群体表现出与数千个基因表达变化相关的剧烈形态变化。此外，B.gymnorhiza高盐浓度环境下导致转座因子（TE）的全基因组DNA甲基化，DNA甲基化与染色质修饰基因的转录调控同时发生，表明B.gymnorhiza基因组在高盐浓度下TEs具有强大的表观基因组调控。本研究中的基因组和表观基因组数据为红树林的表观基因组调控提供了新的见解，并更好地理解了植物对波动、恶劣自然环境的适应。

案例三

文章题目：濒危植物漾濞槭的从头基因组组装云南特有的极小种群植物

发表期刊：GigaScience

影响因子：6.524

发表时间：2019年7月24日                                              

发表单位：中国科学院昆明植物研究所

原文链接：https://doi: 10.1093/gigascience/giz085

组装策略：Illumina 140X 94Gb &PacBio 64X 64 Gb& Hi-C 170× 110 Gb+转录组(82,766 )

研究内容

       组装了漾濞槭基因组大小667Mb，13条染色体覆盖97%的基因组，scaffold N50为 45 Mb。BUSCO分析95.5%完整的BUSCO基因。重复元件占整个基因组的68.0%，基因组注释产生了28320个蛋白质编码基因。此外，较长同基因区块点图显示漾濞槭与葡萄有相似的进化史，表明核心真核生物共同六倍化之后，基因组没有经历全基因组复制事件。结论：报道了一个高质量的漾濞槭基因组组装，它是槭属和槭科的第一个基因组。这将提供基本的保护基因组学资源，并为具有经济价值的槭谱系和无患子目提供新的高质量参考基因组。