时光匆匆，2018年即将过去，从年首到年终，基因组研究可谓是取得了突飞猛进的进展，据不完全统计，2018年仅植物就有68种物种获得了基因组序列，纵观这些物种的研究，我们可以发现目前的基因组研究会结合多种测序策略如三代测序、二代测序、BioNano光学图谱及HiC等完成组装，这些技术不仅大大缩短了基因组的研究时间，也使得组装结果得到了质的飞跃。
下面，小编为大家整理了2018年发表的几篇动植物基因组高分文章，一起来领略下大牛们的研究思路，希望能对您的科研提供帮助。
1、小麦基因组
物种名：小麦
科属：禾本科小麦属
基因组大小：14.5Gb
发表时间：2018-8-17
发表杂志：Science
小麦是全球种植范围最广、最重要的粮食作物之一，是世界上约40%的人口的主要食物来源。但是因为小麦为六倍体，基因组大且复杂，其研究进展缓慢，远远落后于水稻、玉米。多年以来，各国科学家们在小麦的研究上付出了艰辛的努力，取得了卓越的成果。
展开剩余89%
2018年8月《Science》杂志在线发表了国际小麦基因组测序联盟（IWGSC）完成的小麦基因组草图序列结果，该研究整合了遗传图谱、单染色体BAC序列信息、Hi-C等获得了迄今为止最完善、质量最好的小麦基因组图谱。并结合了转录组数据，分析了小麦不同生长发育时期及胁迫处理下的表达谱模式，揭示了组织和发育阶段的共表达网络；发现了与环境适应性和品质有关的基因家族；分析还发现与产量、生物非生物胁迫、品质等相关的基因家族发生了扩张。
2、玉米基因组
物种名：玉米
科属：禾本科玉蜀黍属
基因组大小：2.183Gb
发表时间：2018-07-30
发表杂志：Nature Genetics
玉米是世界范围内的重要作物，也是一种经典的遗传学模式作物，无论从经济价值还是科研价值都具有重要的地位。玉米具有较高水平的种内基因组多样性，因此杂交玉米具有较高水平的杂种优势。在玉米中，两个最著名的品种为B73和Mo17。其中B73的基因组草图是2009年公布的，随后又通过三代测序及BioNano光学图谱技术对其组装进行改进，得到了高质量的基因组序列图谱。
2018年《Nature Genetic》杂志上公布了Mo17的高质量参考基因组，该研究采用三代PacBio测序、二代Illumina测序和BioNano光学图谱技术相结合得到了Mo17的高质量基因组序列，并对B73和Mo17基因组进行了比较，发现了二者中存在9,867,466个SNP; 1,422,446个小插入/缺失，超过25MB的PAV，以及大约有10%的基因是相互非同源的。
3、月季基因组
物种名：月季
科属：禾本科玉蜀黍属
基因组大小：560Mb
发表时间：2018-05-01
发表杂志：Nature Genetics
月季是最常见的花卉之一，中国已有二千多年的栽培历史。现代月季拥有独特的颜色和香味，也广泛用于香料的制作，具有很高的文化和经济价值。
通过小孢子培养得到了二倍体中国月季‘Old Blush’的纯合基因组，采用三代PacBio RS II平台进行测序，并通过高密度遗传图谱、Hi-C最终得到了月季高质量参考基因组序列，是迄今为止最连续的植物基因组序列之一。并鉴定到了周期性开花的新的候选基因。通过重建调控和次生代谢通路，提出了一个月季气味和花色的关联调控模型。月季基因组为了解月季性状提供了基础，也会促进月季、蔷薇科及观赏植物的遗传改良。
4、罂粟基因组
物种名：罂粟
科属：罂粟科罂粟属
基因组大小：2.87Gb
发表时间：2018-08-30
发表杂志：Science
罂粟起源于地中海地区，常被称之为“恶之花”，因为它是制取鸦片的主要原料，但同时其提取物也是多种镇静剂的来源，如吗啡、蒂巴因、可待因、罂粟碱、那可丁等，从新石器时代，人们就用其含有的各种生物碱来止痛止咳。但因为罂粟基因组大，且存在大量的重复序列，经历了多次大规模的结构变异，使得其基因组的破解成为世界难题。
2018年8月，罂粟基因组研究结果发表在知名杂志《Science》上。采用二代测序、三代测序等测序技术及最新的组装方法，并用遗传图谱将81.6%的序列定位到了11条染色体上，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。分析发现罂粟基因组在780万年前发生了一次全基因组加倍事件；在距今至少1.1亿年前发生了基因组片段加倍事件。并对罂粟中的吗啡类生物碱和那可丁等次生代谢物的形成进行了分析，发现由于罂粟在进化过程中由于经历基因组加倍事件和多次基因片段扩增、丢失、融合和重排等，造成了两种代谢通路基因的聚集和共表达，形成了超级基因簇，从而能够协同高效合成新的次生代谢物。该研究对于通过分子育种培育新品种，及工业合成选择提高具有不同药效的生物碱产量有重大指导意义。
5、蝾螈基因组
物种名：蝾螈
科属：蝾螈科蝾螈属
基因组大小：32Gb
发表时间：2018-01-24
发表杂志：Nature
两栖类脊椎动物蝾螈具有强大的再生能力，其多种组织器官包括中枢神经系统、四肢和许多其它内外部组织器官在损伤后均可在细胞学水平及功能水平上完美再生修复；且在再生过程不会产生疤痕，几乎完美复制受损前的部位，因此蝾螈为完美再生的一个模板。原产于墨西哥的钝口螈为其中的代表物种，是研究发育及再生的重要模式生物。
蝾螈基因组大小大约为人类基因组的10倍，难以用传统的Illumina短片段测序方法获得基因组序列。文章采用PacBio三代测序结合新的MARVEL算法同时使用Bionano光学图谱，对墨西哥钝口螈进行组装，最终成功组装了迄今为止最大的基因组，通过分析发现大量重复序列是蝾螈基因组扩张的主要原因。基因家族分析认为墨西哥钝口螈缺失了关键基因Pax3。因此，采用现代基因编辑技术敲除了Pax3的旁系同源基因Pax7后，突变体呈现了典型的Pax3基因缺失表型。分析揭示了发育关键基因Pax7在进化过程中在墨西哥钝口螈中的功能及表达调节变化。该研究为利用利用蝾螈解析大脑等中枢神经系统损伤后修复，提供了关键基础资源保障。
6、真涡虫基因组
物种名：真涡虫
科属：涡虫科
基因组大小：781Mb
发表时间：2018-01-24
发表杂志：Nature
真涡虫同蝾螈一样具有超强的再生能力，如果将其截成两段，则会长成两条新的成体，甚至从其身上取下一块组织成一条成虫，可谓是再生界的专家。那么它强大再生能力背后的遗传机制是什么呢？文章采用三代Pacbio测序技术结合Chicago/HiRise技术得到了真涡虫高质量参考基因组。分析发现真涡虫的基因组中缺少大约124种对人类和小鼠至关重要的基因，包括参与DNA修复的基因以及帮助染色体在细胞分裂期间正确分离的基因，这可能是真涡虫具有强大再生能力的原因。
好了，今天的介绍就到这里了。不得不说，高质量基因组的获得是物种进行进化研究，功能基因挖掘的关键。对于植物基因组而言，普遍存在高重复、高杂合等特点，是组装的难点。微分基因基于三代、二代测序平台和Hi-C染色体构像捕获技术，能够克服组装中的难点，在基因组组装方面具有丰富的项目经验和强大的专家团队。所以，如果您有基因组方面的研究计划，请抓紧时间联系我们吧！
参考文献：
1.IWGSC. Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome[J]. Science, 2018.
2.Jinsheng L，et al, Extensive intraspecific gene order and gene structural variations between Mo17 and other maize genomes[J]. Nature Genetics，2018
3.The Rosa genome provides new insights into the domestication of modern roses[J]. Nature Genetics, 2018.
4.Guo L , Winzer T , Yang X , et al. The opium poppy genome and morphinan production[J]. Science (New York, N.Y.). 2018.
5.Nowoshilow S , Schloissnig S , Fei J F , et al. The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators[J]. Nature, 2018, 554(7690).
6.Grohme M A , Schloissnig S , Rozanski A , et al. The genome of Schmidtea mediterranea and the evolution of core cellular mechanisms[J]. Nature, 2018, 554(7690):56-61.
