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Nature在线发表小麦二倍体祖先乌尔图基因组的研究论文

已有 164 次阅读 2018-5-11 09:34 |系统分类:论文交流| 小麦, 基因组, 乌尔拉图小麦

 

Nature在线发表小麦二倍体祖先乌尔图基因组的研究论文

Neal
2018.5.10

因为提前得到消息,我们今日延后更新也是为了等一等这一篇文章。凌晨1点,论文如约在线,论文是由中科院遗传发育所梁承志、王道文、张爱民、凌宏清等团队合作完成,文章的题目是“Genome sequence of the progenitor of wheat A subgenomeTriticum urartu”。详细的作者名单见下图。

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文章从2016年9月份投稿,至2018年5月份在线,前后历时约1年7个月。下面我们简单谈一谈这篇文章。

首先说一说基因组组装部分。测序使用的登录号为G1812(PI428198)的乌尔图小麦。本文的组装策略和罗明成老师领衔完成的D基因组组装很相似,不同于野生二粒小麦和大麦的组装策略。本文基因组组装至染色体水平主要结合了4个来源的数据,BAC序列,10Xgenomics,BioNano单分子光学图谱技术( Irys,NLRS),PacBio三代测序序列以及遗传图谱。最终大概95.29%的序列被组装为7条染色体。从我们前面对这些基因组的实际使用效果来看,这一策略相对较好。目前基因组序列已经在NCBI可以下载,或者从这个网站也可以下载(http://www.mbkbase.org/Tu/WheatTu.genome.fasta.gz)。目前在我们网站上(http://202.194.139.32/)已经可以进行blast和调取染色体相应区间的序列。

基因组组装完了,下面就是对基因组进行注释。组装好的基因组就好比是一本书,上面的每个字我们都认识(ATCG),可是这些字连在一起,我们却很难知道这些连在一起的字到底是什么含义。基因组注释就是需要告诉我们,书中哪一段表示什么意思。这里一共获得了约4万1千5百个基因。同时还有发现了31,269 miRNAs, 5,810 lncRNAs, 3,620 tRNAs, 80 rRNAs和2,519 snRNAs。基因序列和蛋白序列也都可以在我们网站进行blast和获取序列。其中3万多个miRNA,后面我们会专门谈一谈。

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基因组注释当然也包括对重复序列的识别,这里供注释了3.9Gb的重复序列,占整个基因组的81.42%。这一比例要略低于其他小麦基因组。本文同样也研究了基因,重复序列,基因表达,标记密度等在染色体上的分布特点,基本与前面几个基因组的研究结果类似。

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接下来就是共线性分析部分。与普通小麦的A基因组相比,存在着不少结构变异。这表示多倍化前后基因组又经历了独自的进化。进一步通过与水稻、高粱和短柄草基因组的比较和共线性分析,推演出了小麦A基因组7条染色体的进化模型,与前人提出的模型基本一致。

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接下来就是群体遗传学分析,使用了147份乌尔图小麦的叶片转录组数据。这些材料来自新月沃地周边6个国家。群体结构分析表明,这一组材料可分为3个亚群并且与海拔高度密切相关,同时也发现亚群之间对白粉病的抗性不同。

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进一步的选择消除分析发现了141 (πGroup I/πGroup II > 7.7) 和143 (πGroup III/πGroup II > 4.3) 受选择信号。同时还发现TuWAK基因可能与白粉病抗性有关。

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乌尔图基因组和相关序列的释放,无疑会助力小麦重要农艺性状基因的精细定位、克隆和功能解析,加速栽培小麦的遗传改良和分子设计育种。然而,普通小麦研究者和育种家在数据使用上还不是很方便。考虑到这一点,我们建立了小麦族数据中心这样一个网站,以期方便大家的使用。关于乌尔图这一部分,后面我们会利用公开的数据整理出基因的表达数据和147份乌尔图小麦的变异数据,放到网站上供大家查阅。


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