平均IF>11.39！动植物基因组文章总结
转眼就到春节了，2021年，华大在动植物基因组学领域科研成绩硕果累累，发表文章共计78篇，其中7篇发布于CNS三大主刊。在此，科技君为大家整理了文章清单及高分精选文章解读，希望能为大家提供一些科研新思路。
表1 华大2021年度动植物基因组项目文章
（向下滑动查看 ↓ ）
下面，科技君特选出两篇经典的高分文章，详细为大家介绍相关研究策略，助力科研！
案例一：解密鸭嘴兽和短鼻针鼹基因组，为哺乳动物演化提供新线索
文章题目：Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution
发表杂志：Nature
发表时间：2021.01
主要合作单位：深圳华大生命科学研究院、昆明动物研究所及哥本哈根大学
● 研究背景： 前人研究的鸭嘴兽基因组对于揭示单孔目物种生物学和哺乳动物进化提供了很多重要的线索，但是只有约25%的序列被划分到染色体上。Y染色体序列及针鼹基因组的缺失阻碍了人们对于哺乳动物和单孔目动物更深的认识。
● 研究目的：进一步完善研究，更加深入探讨单孔目动物生物学特征以及哺乳动物演化史。
表2 实验设计
● 研究成果：
1. 构建染色体级别的高质量基因组
研究团队为鸭嘴兽和针鼹这两个物种构建了染色体级别的高质量基因组，为后续研究内容的开展提供了坚实的数据支撑。
图1 单孔目动物染色体组和哺乳动物基因组进化
2. 为哺乳动物进化提供线索
系统发育分析结果表明，现生哺乳动物的共同祖先生活在距今约1.8亿年前，染色体数为60条；兽亚纲哺乳动物共同祖先出现在距今约1.6亿年前，染色体数为36条；有袋类哺乳动物祖先出现在距今约8千万年前，染色体数为14条。
3. 单孔目性染色体演化
单孔目拥有5对也就是十条XX/XY性染色体。这么多的性染色体是如何产生的？基于该项研究构建的高质量基因组，研究团队发现单孔目物种的5条X染色体与其他绝大多数哺乳动物的X染色体没有序列相似性，反而部分跟鸟类的性染色体同源。通过与多个物种之间的比较，团队发现单孔目的5对性染色体更可能是通过多对古老的常染色体相互之间发生非同源的片段交换，即转座异位事件产生，而并非之前所假设的通过两个古老的单孔目群体的杂交产生，或者由1条大的祖先性染色体断裂形成。
图2 鸭嘴兽性染色体起源及进化
4. 单孔目独特的生物学特征
研究鉴定了特定的基因，解释了单孔目动物独特生物学特性的产生机制。
图3 与单孔目动物生物学功能相关的基因组特征
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-03039-0#Fig8
案例二：大规模鹰嘴豆基因组研究
文章题目：A chickpea genetic variation map based on the sequencing of 3,366 genomes
发表杂志：Nature
发表时间：2021.11
主要合作单位：国际作物半干旱热带作物研究所（ICRISAT）与深圳华大生命科学研究院
● 研究背景：8万鹰嘴豆种质资源在全球30个基因库保存，但是仅有少数被用来指导育种实践。
● 研究目的：鉴定决定鹰嘴豆的产量、气候适应性、种子特性等重要农艺性状的优势单倍型，指导鹰嘴豆育种实践。
表3 实验设计
● 研究成果：
1. 构建了鹰嘴豆泛基因组，绘制了鹰嘴豆遗传变异图谱
图4 全球鹰嘴豆变异图谱
利用构建的泛基因组，研究团队绘制了包含各类大尺度的序列结构变异和拷贝数变异的遗传变异图谱。以此为基础构建的鹰嘴豆遗传变异数据库CicerSeq（https://cegresources.icrisat.org/cicerseq/）是迄今为止最大的鹰嘴豆全球遗传多样性数据库，覆盖了全球当前已经搜集整理的大约八万份所有鹰嘴豆种质中的核心部分。
2. 阐释了鹰嘴豆的起源和驯化
研究团队利用此大规模基因组数据集，阐释了鹰嘴豆的起源和驯化。通过对3,000多份鹰嘴豆基因组数据分析，研究团队发现了同地理区域对应的几个主要群体（如图5a、b所示），也进一步阐释了从发源地新月沃地到南亚和东非（如图5c、d所示），以及中亚和地中海（如图5e、f所示）的两条扩散途径。
图5 鹰嘴豆起源进化
3. 加速了鹰嘴豆育种实践
通过栽培鹰嘴豆和野生祖先C. reticulatum的比较分析，研究人员发现了导致作物品种衰减的有害基因，而深入分析地方品种，研究人员鉴定得到了决定鹰嘴豆的产量、气候适应性、种子特性等重要农艺性状的优势单倍型。针对16个重要农艺性状，研究人员提出了三种基于全基因组数据的预测方法来预测鹰嘴豆的生产能力，并证明了这些方法可以提高“百粒重”这一个关键的产量性状，并预测增加12%到23%。
图6 使用四种育种策略提高百粒重示例
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04066-1
动植物基因组研究对于物种多样性保护及解密生物遗传多样性具有重要的意义。一直以来，华大科技致力于为广大科研人员提供多平台高质量动植物基因组研究服务，7篇CNS是我们交给科研学术界的答卷。新的一年里，华大科技将继续努力，用优质的产品服务及丰富的项目经验为您的基因组学研究保驾护航！
科技君祝愿大家虎年再迎科研硕果，虎气冲天！
往期推荐
关注“华大科技BGITech”，获取更多信息！
点击“阅读原文”查看官网，了解更多