文献速递 | 植物基因组高分文献推荐~

导读

近年来，植物基因组学的研究层出不穷，伴随着测序技术的不断地更新迭代，高质量参考基因组数据已经成为了基因组学研究中的基础数据，一个完整而准确的参考基因组是功能基因组研究和植物育种的重要工具。本次，小编就给大家推荐几篇近期发表的植物基因组高分文献，希望给做植物功能基因组及育种的各位老师带来思路~

文献一

1.无间隙基因组组装和表观遗传图谱揭示了生菜全基因组三倍复制的基因调控

文献标题：Gapless genome assembly and epigenetic profiles reveal gene regulation of whole-genome triplication in lettuce文章链接：DOI: 10.1093/gigascience/giae043测序策略：Pacbio HiFi（~30×）+ Ultra long ONT（~30×）+Hi-C+RNA-seq文章亮点：无缺口基因组、生菜、全基因组三倍化、结构变异、DNA甲基化、m6A、再生

文章概括

生菜（Lactuca sativaL.）是开花植物中一个高度多样化且成功的重要成员，是一种全球种植的经济重要蔬菜作物。它是种植和消费最广泛的蔬菜之一，也是人类重要的天然植物营养素来源之一。切叶生菜具有在地面上方几英寸处收割后快速再生新叶的能力，这一特性通常被称为“割而复生”。然而，是否切叶生菜由于其强再生能力而具有高转化潜力仍然在很大程度上未知。一个完整而准确的参考基因组组合是功能基因组研究和植物育种的重要工具。此前的研究表明，生菜基因组具有高复杂性（~2.5G），重复序列丰富，但仍存在数千个缺口，阻碍了对生菜基因组的全面了解。因此，该研究基于长读长的PacBio HiFi和纳米孔测序数据组装了一个近乎完整、无缺口的高可转化性的生菜参考基因组。与茎用生菜基因组相比，鉴定了127,681个结构变异（SVs），反映了叶用生菜和茎用生菜的分化。有趣的是，这些结构变异与转座子和DNA甲基化状态有关。此外，还鉴定了4,612个全基因组三倍化基因，这些基因表现出与低DNA甲基化水平和高N6-甲基腺苷（m6A）RNA修饰相关的高表达水平。DNA甲基化的变化还与愈伤组织形成相关基因的激活有关。该研究中无缺口的生菜基因组组装在菊科中是前所未有的成就，为功能基因组学、表观基因组学和作物育种奠定了坚实的基础，并为理解与基因组演化中DNA和RNA表观遗传学动态相关的基因调控复杂性提供了新的见解。

文献二

2.近乎完整的黄瓜参考基因组组装和Cucumber-DB多组学数据库

文献标题：A near-complete cucumber reference genome assembly and Cucumber-DB, a multi-omics database文章链接：DOI: 10.1016/j.molp.2024.06.012测序策略：Pacbio HiFi（~ 70.85×）+ Ultra long ONT（~ 94.97×）+Hi-C（~ 128.46×）+ Iso-Seq文章亮点：黄瓜、近完成图基因组、多组学数据库，链特异性转录组

文章概括

黄瓜（Cucumis sativusL.）是重要的蔬菜作物，也是葫芦科（Cucurbitaceae）遗传学和基因组学研究的关键模型，特别是在植物性别决定和维管发育的研究中。作为首个被测序的蔬菜作物基因组，黄瓜参考基因组在比较基因组学和遗传研究中起到了至关重要的作用。然而，最新版本的黄瓜品种中国长型参考基因组（CLv3.0），使用PacBio长读长数据组装，仍然是不完整的。尽管预测的基因组大小为350-367 Mb，但CLv3.0仅包含226.2 Mb，存在72个缺口和超过120 Mb的未知序列。为此，该研究首次利用的超长ONT（N50=200 kb）和Pacbio HiFi 测序数据，结合遗传图谱和Hi-C测序数据进行组装，最终得到一个除位于2号染色体的缺口外，其他6条染色体均为一条连续序列的黄瓜参考基因组近完成图（CLv4.0）。该基因组大小为321.53 Mb，比CLv3.0版本多组装出近100 Mb序列，解析了着丝粒和端粒区域的45s rDNA和微卫星序列，确定了7个完整着丝粒区域。此外，该研究还通过将本文数据与公开可用的数据集整合，建立了Cucumber-DB多组学数据库，将广泛的基因组和转录组学数据与多种数据挖掘工具相结合。该数据库为黄瓜研究界提供了一个综合平台。

文献三

3. 西瓜端粒到端粒超泛基因组为西瓜育种提供了方向

文献标题：Telomere-to-telomere Citrullussuper-pangenome provides direction for watermelon breeding文章链接：DOI: 10.1038/s41588-024-01823-6测序策略：WGS + Pacbio HiFi + Ultra long ONT + Hi-C + RNA-Seq文章亮点：西瓜属Cucurbit、T2T、超泛基因组，抗病位点

文章概括

该研究为了解西瓜属Cucurbit基因组的多样性，对27个不同基因型进行了端到端（T2T）组装，涵盖了所有七个西瓜物种。这个T2T超泛基因组在先前发布的参考基因组T2T-G42基础上，增加了399.2 Mb的基因组序列和11,225个基因。比较分析揭示了基因变异和结构变异（SVs），阐明了西瓜进化和驯化过程中增强苦味和糖含量，同时降低抗病性的过程。多抗病位点从西瓜物种Citrullus amarus和Citrullus mucosospermus成功引入到栽培西瓜Citrullus lanatus中。此外，还发现栽培西瓜C.lanatus中的SVs不仅继承自cordophanus，还来自C.mucosospermus，这表明在栽培西瓜的谱系中除了cordophanus之外还有其他祖先。该研究大大提高了我们对西瓜基因组多样性的理解，为所有西瓜物种提供了全面的参考基因组，有助于利用野生亲缘种探索和改良西瓜基因。

本期文献速递分享了三篇植物基因组学的相关文章，物种都是日常生活中常见的蔬菜水果，但是它们的基因组仍旧有很高的研究价值。通过基因组学的研究，我们可以得到完整的植物基因组结构，解析植物性状的奥秘。将参考基因组用于重测序研究，检测优良性状相关基因，为经济植物的育种提供研究的分子基础。不知道本期的植物基因组学高分文章推荐是否能够提供给各位老师和同学们一些新的研究思路，我们下期再见~