我国科学家成功破译飞蝗基因组图谱

<正>由中国科学院院动物研究所康乐院士领衔,深圳华大基因研究院和中科院北京生命科学研究院等单位参与的一项研究,成功破译了飞蝗的全基因组序列图谱。康乐研究组采用新一代测序技术,发展了组装超大基因组的生物信息方法,对飞蝗基因组进行了测序、组装、注释等,获得迄今人类破译的最大动物基因组——飞蝗基因组图谱。     

云南绘出世界首个普通野生稻全基因组框架图谱

<正>2010年8月,由中国科学院昆明植物研究所高立志研究员带领的团队,完成了普通野生稻基因组高覆盖的序列测定、拼接和组装工作,获得普通野生稻全基因组从头测序的框架图。这是中国科学家自主完成的第一个野生稻全基因组测序计划,也是世界上第一个完成的高杂合度野生稻全基因组框架图谱。研究表明,普通野生稻的基因组大小约为3.70亿个碱基对,含有的基因总数目约为4.0万个,测序深度已达基因组大     

浙江楠全基因组调查

浙江楠是重要的材用和园林绿化树种,但对其分子生物学的研究有限,全基因组测序成为深入研究浙江楠分子生物学的关键。本研究利用高通量测序技术(Illumina Hiseq 2500)开展了浙江楠基因组大小测定,并利用生物信息学方法对其基因组大小、杂合率及重复序列比例等一些基本信息进行统计。结果表明：浙江楠基因组大小为1 060.06 Mb,杂合率为2.18%,重复序列比例为58.81%,GC含量为40.81%。基因组各指标的统计结果表明,浙江楠基因组较大,且具有较高的杂合率,测序难度较大。后续浙江楠全基因组测序需要利用二代(Illumina)与三代(PacBio)测序技术相结合的方式进行,将有利于高质量全基因组的获得。     

开发防治飞蝗新型农药成为可能

<正>近日,由康乐院士领衔,深圳华大基因研究院和中科院北京生命科学研究院等单位参与的一项研究,成功破译了飞蝗的全基因组序列图谱,这是迄今人类破译的最大动物基因组。基于基因组信息,科学家们还揭示了飞蝗食性、迁飞和群聚的奥秘。     

科学家揭示作物多倍体基因组不对称进化规律

<正>笔者日前从中国农科院油料作物研究所获悉,由我国科学家领衔的白菜、甘蓝和油菜全基因组测序项目再次取得阶段性重大成果,项目组完成了甘蓝基因组测序和分析,并在此基础上与其它近缘种植物基因组比较,发现了作物种间和种内基因组呈现多层次的不对称进化规律。据悉,我国主要油料作物油菜(基因组命名为AACC)、主要蔬菜作物白菜(基因组为AA)和甘蓝(基因组为CC)同属于芸薹属作物,而油菜是由白菜和甘蓝杂交后进化而来的。甘蓝和白菜共同祖先种的基因组含三份同源基因组(三倍     

犬基因组研究进展

人类基因组计划逐渐发展成熟使比较基因组学研究成为必然。犬由于具有遗传多样性和疾病易感性等特点,是一个极好的比较基因组学的动物模型。在此,综述了犬基因图谱、基因组测序、犬基因组比较图谱及犬基因组研究应用等方面的研究进展,并提出目前研究中面临的问题。     

我国科学家成功破译飞蝗基因组图谱

<正>据中国科学院消息,近日,由该院动物研究所康乐院士领衔,深圳华大基因研究院和中科院北京生命科学研究院等单位参与的一项研究,成功破译了飞蝗(Locusta migratoria)的全基因组序列图谱,这是迄今人类破译的最大动物基因组。基于基因组信息,这项研究还揭示了飞蝗食性、迁飞和群聚的奥秘。研究成果在《自然·通讯》上以Article形式在线发表,同时国际知名数据库也向全球公开释放了飞蝗基因组数据。     

主要麻类作物基因组学与遗传改良:现状与展望

随着测序技术的发展,主要麻类作物(黄麻、红麻、苎麻、亚麻和工业大麻)参考基因组从2011年至2020年陆续完成测序,这标志着麻类作物科学已经进入基因组时代。文章首先详细概述主要麻类作物基因组测序。其次,评述了基于基因组学的麻类作物重要应用价值基因挖掘。基于参考基因组和转录组测序,大量关于纤维发育、响应非生物胁迫的候选基因被挖掘,以促进麻类作物纤维的物种特性和“不与粮食争好地”的逆境农业。同时不同麻类作物特异性状候选基因陆续被报道,如红麻雄性不育、亚麻种子含油量和大麻大麻素相关候选基因等。再次,麻类作物基因组测序完成为基于组学的麻类作物遗传改良提供可能:有助于麻类作物种质资源形成和演化机制研究,系统解析纤维产量、纤维品质、抗病耐逆等农艺性状形成的分子基础;有助于建立高通量基因型-表型数据库,挖掘优异基因资源与创制新种质;有助于创新并集成分子标记辅助选择、基因组选择、转基因等技术,建立高效的快速育种技术体系。宜选育高产高效、抗逆抗病、适宜轻简化机械化、优质专用的多用途麻类作物新品种,以满足麻类作物相关产业的市场需求,适应麻类作物生产方式。尽管已经获得重要基因以及位点的信息,但如何高效率利用已有基因资源对麻类作物进行遗传改良仍需面临一系列挑战,如成熟稳定的遗传转化体系、麻类作物基因编辑体系构建及基因组选择育种等。     

基因组图谱综述

基因组图谱是基因组学研究的一项重要内容.本文概述了目前基因组图谱的种类,作图的基本原理和方法以及基因组图谱的未来发展趋势.     

基于流式细胞术和基因组Survey测定药食同源植物赤苍藤的基因组大小

为了解药食同源植物赤苍藤的基因组大小、基本结构特征及确定适合该物种的基因组测序方案,本研究采用流式细胞术,结合基于K-mer分析的全基因组调查和生物信息学,测定和分析赤苍藤基因组。结果表明,流式细胞术估算赤苍藤的基因组大小为2.0～2.2 Gb;Survey分析获得赤苍藤有效数据152 Gb,估计基因组大小约为2 103.11 Mb,杂合率为0.90%,重复序列比例为75.20%,基因组GC含量约为38.50%,推测赤苍藤基因组大小约为2.1 Gb,并初步判断其具有较高的重复序列和杂合率。本研究结果确定了赤苍藤基因组为复杂基因组,可为后续开展全基因测序时的策略选择提供重要参考,为下一步开展全基因组图谱绘制、挖掘重要功能基因提供了有效数据。     

棉花功能基因组研究进展

棉花是重要的经济作物。近年来棉花功能基因组研究发展迅速,高通量测序技术应用于棉花研究,二倍体和四倍体棉花基因组测序陆续完成,棉花全基因组重测序及关联分析相继涌现,大量的棉花功能基因被分离鉴定。本文回顾了棉花功能基因组研究的历程,重点介绍了棉花基因组测序和棉花栽培品种全基因组关联分析相关研究成果,并总结了棉花纤维和腺体发育中的关键功能基因及棉花抗旱、抗盐碱等功能基因研究进展,为全面了解棉花重要农艺性状形成的遗传基础和棉花遗传改良提供理论参考。     

我国完成短花药野生稻基因组测序及分析

在I-OMAP计划的框架下,中国科学院遗传与发育生物学研究所陈明生课题组通过与深圳华大基因、亚利桑那大学等合作,利用第二代测序技术完成了261Mb高质量的短花药野生稻(O.rachyantha)全基因组序列,并开展了稻属比较基因组学和基因组进化的研究。研究揭示了稻属基因组在基因组大小、基因移动和异染色质进化等方面新的分子机制。     

高等植物线粒体基因组进化分析

线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。     

世界首个梅花全基因组重测序研究完成

正论文在《自然通讯》在线发表,对梅花观赏性状的遗传解析具有重要作用4月27日,北京林业大学教授张启翔领衔的国家花卉工程技术研究中心与青岛华大基因研究院、深圳华大生命科学研究院以及宾夕法尼亚州立大学等单位,通力合作完成了首个梅花全基因组重测序研究,构建完成了世界首张梅花全基因组变异图谱,"梅花花部性状的遗传结构"(The genetic architecture of floral traits     

基于流式细胞术和K-mer分析测定两种车前属植物基因组的大小

车前属(Plantago)植物车前(Plantago asiatica)和大车前(Plantago major)是中国传统药用植物。本研究采用流式细胞术与K-mer分析方法对车前和大车前的基因组大小进行测定,为后续全基因组测序提供参考。实验过程采用木本植物缓冲液(woody plant buffer, WPB)解离并制备车前和大车前嫩叶材料的细胞核悬浮液,以玉米基因组DNA为对照,通过流式细胞仪测定经碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色的车前属植物细胞核样品的荧光强度,计算基因组大小。此外,本研究采用高通量测序技术对车前和大车前进行双末端测序,同时利用K-mer法估计基因组大小,并分析杂合率、重复序列和GC含量等信息。结果显示,利用流式细胞术测得车前基因组大小约为2 386.01 Mb;大车前基因组大小约为743.14 Mb。而通过基因组测序,分别获得了78 Gb的车前和58 Gb的大车前基因组数据。K-mer分析的结果表明,车前基因组大小约为2 161.54 Mb,测序深度为36 X;大车前基因组大小约为701.17 Gb,测序深度为80 X,K-mer分布曲线图显示车前和大车前都是低杂合基因组,车前基因组含有较高比例的重复序列(51.72%)。研究结果为揭示车前属植物基因组大小的进化提供了重要证据,也为后续三代全基因高通量测序和组装提供了必要的数据参考。     

我国科学家首次完成一种中国小麦重要蚜虫基因组测序装配解析

正近日,中国农业科学院植物保护研究所粮食作物害虫监测与控制创新团队首次报道了狄草谷网蚜(Sitobion miscanthi)的基因组组装和解析工作。该团队借助先进测序平台完成了狄草谷网蚜廊坊种群(Langfang-1)基因组测序,成功组装出基因组精细图谱草图,并利用Hi-C技术,实现了染色体级别的装载。相关研究成果在线发表在《Gigascience》上。     

科技

<正>我国领衔完成世界首个兰花全基因组测序本刊讯近日,由中国科学家领衔的研究团队完成了小兰屿蝴蝶兰基因组测序和分析,研究成果在《自然遗传学》作为封面文章发表。这是世界上第一个完成测序和分析的兰科植物基因组图谱。据国家兰科植物种质资源保护中心暨深圳市兰科植物保护研究中心教授刘仲健介绍,在对小兰屿蝴蝶兰进行全基因组测序和组装的基础上,科研人员进行了基因预测,一共发现了29431个蛋白编码基因,3694个基因家族。进一步分析发现,蝴蝶兰内含子中的大量的转座元件是蝴蝶兰超长内含     

水稻杂种劣势相关亲本的全基因组重测序及其遗传变异分析

杂种劣势是在产量、生物量以及其它一些农艺性状表现与杂种优势相反的一种现象,而在杂种劣势的相关分子机理研究方面很少受到关注。为了解析杂种劣势的相关分子机理,本研究旨在利用杂种劣势相关的3个粳稻品种‘Aranghyangchalbyeo’(CH7)、‘Sanghaehyangheolua’(CH8)和‘Shinseonchalbyeo’(CH9)进行全基因组重测序,分析全基因组序列变异,解析杂种劣势的遗传基础。通过与粳稻品种‘日本晴’参考基因组的比对分析,在CH7、CH8和CH9基因组中分别获得了574551个、1026428个和792465个变异位点,包括SNPs和InDels变异位点。同时,基于基因组的拷贝数变异(CNVs)检测,在CH7、CH8和CH9基因组中分别获得了5698个、6872个和6133个拷贝数变异位点。此外,本研究也发现CH7、CH8和CH9基因组的变异位点在水稻的12条染色体上的分布是不均匀的。这些结果明确了相关基因组中的变异位点信息,为进一步研究杂种劣势的遗传机理提供了基础。     

简化基因组测序技术在植物遗传分析中的应用

简化基因组测序(Reduced-representation Genome Sequencing,RRGS)是在二代测序的基础上发展起来的一种基于酶切手段对特定区域进行测序从而降低基因组复杂度的技术。此方法步骤简单,成本低廉,且不依赖参考基因组,便可获得全基因组水平的分子标记。本文总结了简化基因组测序的发展历程及其主要技术种类,归纳了简化基因组测序技术在植物遗传图谱构建、数量性状位点定位及群体遗传学分析等方面的应用价值。同时,提出了简化基因组目前在群体遗传学等分析中存在的缺陷及不足,以期为植物在遗传进化,性状定位等方面的研究手段提供参考。     

甜瓜遗传图谱与基因定位研究进展

甜瓜是重要的葫芦科蔬菜作物之一,其遗传育种学广受研究者的关注。高密度分子遗传图谱有助于提高甜瓜的育种水平,加快育种进程。自1996年第一张甜瓜分子遗传图谱报道后,AFLP等分子标记逐步被应用于甜瓜分子遗传图谱的构建及基因定位。近年来,基因组测序技术发展迅速,全基因组重测序、简化基因组测序、转录组测序等技术逐渐被应用于构建覆盖全基因组的、更加饱和的甜瓜遗传连锁图谱。本研究着重对甜瓜分子遗传图谱、重要农艺性状基因定位研究进展进行了综述,以期为甜瓜生物学研究及分子改良提供理论参考。