组装非模型植物的基因组:一个用Ranunculus (Ranunculaceae) 的进化见解进行的案例研究
Kevin Karbstein1,2,3, Nancy Choudhary4, Ting Xie5
1Albrecht-von-Haller Institute for Plant Sciences, Department of Systematics, Biodiversity and Evolution of Plants (with Herbarium), University of Göttingen, Göttingen, Germany.
研究人员为Ranunculus生成了高质量的基因组序列,克服了测序大型植物基因组的挑战. 这项工作为Ranunculaceae家族的进化研究提供了关键的基因组资源.
科学领域:
- 植物基因组学 植物基因组学
- 进化生物学是进化的生物学.
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 基因组测序对于理解植物进化至关重要,但大型和复杂的基因组带来了重大挑战.
- 兰类 (Ranunculaceae) 在进化上对研究多体化和网状物进化的重要,但缺乏高质量的基因组序列.
- 之前对Ranunculaceae的基因组研究因缺乏必要的核和线粒体基因组数据而受到限制.
研究的目的:
- 开发和评估具有大型复杂基因组的植物物种的基因组组装策略.
- 为Ranunculus属中的一个关键物种生成高质量的塑体,线粒体和核基因组序列.
- 为Ranunculaceae中先进的遗传学,功能和分类学分析提供基础.
主要方法:
- 对Illumina短读,牛津纳米孔技术 (ONT) 长读和PacBio (HiFi) 长读测序和组装策略进行比较分析.
- 双胞胎原始物种R. cassubicifolius的测序.
- 塑体,线粒体和核基因组的组装和注释,包括使用染色体构造 (Hi-C) 数据的脚手架.
主要成果:
- 通过混合策略,成功组装了156 kbp的塑体和1.18 Mbp的线粒体.
- 一个2.69Gbp平分类核基因组序列的生成,具有高完整性 (94.1%BUSCO) 和35,482个注释基因.
- 基于更新的塑体和新型线粒体数据的Ranunculaceae的家族基因组分析,包括对基因丢失的洞察.
- 通过与现有的基因组进行比较,推断Ranunculales中的古老基因重复.
结论:
- 开发的基因组测序和组装策略对于大型复杂的植物基因组是有效的.
- 对Ranunculus产生的基因组资源将大大促进Ranunculaceae家族内的进化和功能研究.
- 这项研究为未来关于血管精子进化,多化和适应性的研究提供了关键的基础.
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