发文36计 | 如何用同一样本发4篇文章？
“曾经有一项研究摆在我面前，我没有思路，等想起来的时候别人已经发文了，科研界最痛苦的事莫过于此。如果上天能够让我实现一个愿望，我希望是，文章一发再发！”
作为一名生物汪，科技君深知发文的重要性。虽说发表文章不是科研的最终目的，但却是展现成果的重要途径。从今天开始，科技君陆续推出“发文36计”系列文章，希望能助你扫清发文道路上的障碍。
发不了文章固然让人着急，但比发不了文章更惨的是，明明换个思路就可以发的文章，却没有被发掘。手握利器，却不懂得用，你说可惜不？就像倚天剑，用得好了，你就是张无忌，要用得不好，它也就是一块铁而已。
作为系列文章的第一期，今天科技君要说的44个高粱重测序，目前已经发表4篇文章，累积影响因子近30分。他们是怎么做到的？
全文约1900字，建议阅读5分钟。
图1.高粱（图片来自Pixabay）
如果您手里有这样一个群体：总共44株高粱，其中17株是改良种，18株是地方种，还有2株驯化种以及7株野生种，另外还有同属的2个拟高粱（S. propinquum）（图2）。群体已经利用全基因组重测序技术获得了基因型数据，数据平均有22X的深度，以保证准确性。基于此群体您会有哪些研究方向？能发表多少篇文章？在没有具体研究之前您可能无法给出一个明确的答案，但是其他人已经给出了部分解答，您想看一下吗？
基于上述材料信息，从2013年到2016年间，研究人员已经在著名期刊发表了4篇文章，累积影响因子近30分。让科技君自豪的是，这些分析华大一直都有参与。如果您有类似样本，不妨参考对应的研究思路，深入挖掘一组数据能够解释的多层次科学问题。
表1.论文数据
后台回复“高粱”可以自动提取论文全文。
研究方法：全基因组SNP
发表期刊：Nature Communications
2013年8月，华大基因和昆士兰大学的研究人员通过比对检测全基因组SNP，并研究高粱的进化问题。基于全基因组水平的SNP，研究人员发现了高粱品种在基因组中存在着强烈的种群结构差异和复杂的驯化历程，包括至少发生过两次独立的驯化事件，而且检测到725个与驯化或改良相关的候选基因，包括Tb1、ba1、dep1、Psy1、Bif1这些与脱粒、穗产量、穗颜色和株型等性状相关的基因。
图3.高粱重测序数据汇总。10条染色体展示成环形(a) 基因密度分布；(b) 基因组多态性θπ ；(c)Tajima’s D 值； (d)SNP数； (e)改良种vs地方种FST值； (f) 改良种vs野生种FST值； (g)地方种vs野生种FST值； (h)复制基因注释；b、c、 d图中红色为野生种，绿色为地方种，蓝色为改良种。
（注：θπ是基于两两序列之间的平均距离； Tajima’s D是用于检验中性进化，当Tajima’s D显著大于0时，可用于推断瓶颈效应和平衡选择，当Tajima’s D显著小于0时，可用于推断群体规模放大和定向选择；FST是衡量群体间差异的量。）
研究方法：抗病基因的SNP
发表期刊：BMC Plant Biology
2014年9月， 研究人员利用同源预测的方法在高粱基因组中鉴定了346个抗病基因(NBS gene)，以“抗病基因的SNP” 为工具，发现抗病基因的多态性要显著高于其他基因，其中38个基因受到纯化选择，23个基因受到平衡选择，这样的发现为古老的祖先基因趋向于富集在基因组受到选择的区域，提供了新的证据。同时发现，NBS编码基因也显著富集在真菌抗病QTL的区域，该类基因的多态性受到生物胁迫抗病QTL类型的影响。
图4.三个亚群（改良种、地方种和野生种）中NBS基因都富集于θπ最大的5%基因
研究方法：构建SNP数据库
发表期刊：Biotechnology for Biofuels
2016年1月，同一样本的第三篇文章发表。文章的亮点在于构建SNP数据库，综合利用已发表的高粱全基因组重测序的数据，共48个高粱品系（除上述44个样本还有其他高粱重测序数据）检测到约62.9 M SNPs搭建了高粱的SNP数据库SorGSD (http://sorgsd.big.ac.cn)。SorGSD提供搜索和不同品种SNP比较的功能，并实现可视化界面。
研究方法：淀粉代谢途径相关基因
发表期刊：Plant Biotechnology Journal
2016年5月，同一样本的第四篇文章正式发布。文章以“淀粉代谢途径相关基因”为研究方向。研究人员通过预测获得的贮藏淀粉合成途径可能的基因，成为研究代谢途径相关的进化效应的利器，而这些代谢途径与重要的农艺性状息息相关。研究人员发现在114 个淀粉合成相关的基因中，有71个基因中至少检测到一个纯化选择信号、62个至少检测到一个平衡选择信号。参与基本淀粉合成途径的很多基因从野生种到地方种核酸多态性明显降低。并且在地方种中发现在淀粉合成途径中上游基因进化速率低、下游基因进化速率快，根据PRV理论认为该代谢通路经历了纯化选择。
图6.单子叶植物淀粉合成途径。从蔗糖到淀粉（SSP-1）的主要合成途径用粗黑线引导转化方向，其他的从果糖到淀粉（SSP-2）和葡萄糖到淀粉（SSP-3）用较细的线和箭头引导。列表中为主要合成途径相关的表达基因，利用地方种和野生种的基因型信息计算π, Tajima’s D 和FST值，基因发生纯化选择的标记为▊，发生平衡选择的标记为★。
结语
高粱样本的研究还在继续，未来还有哪些可能？我们拭目以待。要不要赶紧看看自己手上的样本，说不定能找到新思路呢！如果你有相关疑问，欢迎和科技君探讨。
参考文献：
1.Mace E S, Tai S, Gilding E K, et al. Whole-genome sequencing reveals untapped genetic potential in Africa’s indigenous cereal crop sorghum[J]. Nature Communications, 2013, 4(2320):2320.1-2320.8.
2.E Mace, SS Tai, D Innes, et al. The plasticity of NBS resistance genes in sorghum is driven by multiple evolutionary processes. BMC Plant Biology, 2014, 14:253
3.Hong Luo, Wenming Zhao, Yanqing Wang, et al. Luo et al. SorGSD: a sorghum genome SNP Database. Biotechnology for Biofuels (2016) 9:6
4.Campbell B C, Gilding E K, Mace E S, et al. Domestication and the storage starch biosynthesis pathway: Signatures of selection from a whole sorghum genome sequencing strategy[J]. Plant Biotechnology Journal, 2016.
撰稿：小 萍
编辑：市场部
题图来自Pixabay
部分图片来自网络，侵删
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