《中国科学家完成天敌昆虫广聚萤叶甲染色体水平基因组组装》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2024-07-15
  •       植保所农业入侵生物预防与监控创新团队和南繁院南繁生物安全与风险评估团队采用了Nanopore长读序列、Illumina短读序列和染色体构象捕获(Hi-C)技术相结合的方法,首次将广聚萤叶甲 Ophraella communa 参考基因组提升至染色体水平,进行了结构和功能注释。该基因组为萤叶甲属中首个染色体水平的基因组组装,这一高质量的参考基因组不仅为更好地提升广聚萤叶甲的生物防治潜力提供了可靠的基因组数据基础,也为理解萤叶甲属的遗传学、生态学和系统进化提供宝贵的数据资源,研究结果于2024年6月在线发表于SCI刊物 《Scientific Data 》。

           广聚萤叶甲原产于北美,为入侵杂草豚草 Ambrosia artemisiifolia 的专一性天敌昆虫,对豚草非常好的控制效果。为了更好地应用广聚萤叶甲,其化学生态学、繁殖生物学和耐寒遗传学的研究一直在进行中,原有的基因组草图已不能满足目前研究的需求。研究人员首先构建了广聚萤叶甲的实验室种群,经过多代近交降低杂合度后,测序获得Nanopore长读长序列和Illumina短读长序列,分别用于组装和矫正基因组,得到基因组大小为735.31 Mb,contig N50为7.05 Mb的组装结果。结合染色体构象捕获(Hi-C)技术,将基因组挂载到17条染色体上。结构注释共鉴定了25,873个蛋白质编码基因,其中22,084个基因同时被功能注释。此外,在基因组中注释了204个 rRNA,626个 tRNA,1791个小 RNA。重复序列注释得到的重复元件占基因组的414.41 Mb (57.76%)。BUSCO评估基因组组装完整度为99.7%,注释完整度为95.1%,利用Illumina短读长序列对基因组组装的准确性进行评估,比对率为99.56%。


  • 原文来源:https://ipp.caas.cn/kyjz/79ce75bf8983439c967ab8195905ceb4.htm
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    • 蠋蝽 Arma chinensis ,属半翅目,蝽科,益蝽亚科,蠋蝽属,广泛分布于我国东北、华北、西北等地区。蠋蝽能够有效控制鳞翅目和鞘翅目的农林害虫,是一种优质的天敌昆虫。由于缺乏高质量基因组资源,限制了对蠋蝽生殖发育调控、营养吸收利用及逆境生理等分子遗传机制的深入研究。 中国农业科学院植物保护研究所生物防治创新中心中美生物防治实验室通过PacBio和Hi-C等技术组装了高质量染色体水平的蠋蝽基因组。该参考基因组不仅为开展其生殖发育调控研究提供重要遗传基础,也为今后基于其营养吸收利用的扩繁技术及田间应用相关的逆境生理等分子机制研究提供了基因资源。相关研究结果于2024年9月11日在线发表在《Scientific Data》期刊上。 该研究通过染色体核型分析确定了蠋蝽由7对染色体组成,综合运用PacBio、 HiSeq和Hi-C技术组装出蠋蝽基因组986Mb,Scaffold N50达到134.98 Mb,组装挂载7条染色体上,预测了20,853条蛋白编码基因,其中84.79%基因成功进行注释。此外,该研究还完成了蠋蝽卵、5个若虫龄期及成虫的发育阶段基因表达模式比较分析。
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    • 编译者:huangcui
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    • 12月7日,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心对外发布消息称,由他们共同发起的科研团队,在菊花全基因组计划获重大进展的同时,还完成了重要的药用菊花品种——杭白菊的全长转录组遗传信息发掘。此举使我国成为世界上首次完成菊属植物菊花全基因组测序的国家。 研究人员表示,“菊花基因组测序的完成,是本草基因组研究的一个重要里程碑,该工作不仅对研究菊属的物种多样性研究、菊花的遗传进化机制研究和分子育种具有重要的意义,而且对研究具有重要药用价值的多倍体药用菊花——杭白菊具有重大的参考价值。” 面对菊花的复杂染色体遗传结构以及丰富的种质资源多样性,进行菊花基因组测序对于揭示菊属物种的起源进化及物种多样性具有重要意义。对此,2016年,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心共同开启科研攻关,最终利用纳米孔测序技术突破复杂基因组测序,在菊属植物研究中迈出了人类认知的重要一步。 全基因组测序是对未知基因组序列的物种进行个体的基因组测序。全基因组测序能检测个体基因组中的全部遗传信息,其准确率可高达99%。可谓是基因组最为全面的研究方案。全基因组测序工作的完成,好比绘制了一张物种基因地图,对植物来说,科学家可按图索骥,大大缩短育种周期,培育更高产、抗病、美观的优质新品种。 据了解,菊属植物染色体结构复杂,包含从2n=18到8n=72之间的各种染色体组结构。生产上作为菊花茶使用的菊花(以著名的杭白菊为例)是一个复杂的多倍体物种,有多套二倍体亚基组成。菊属植物是一个非常大的种类,包括菊组和苞叶组两大分支,在每一个品种之下又有数量不等的栽培种,具有很高的观赏价值和药用价值。此次完成菊属植物全基因组测序,将有助于培育更具观赏价值,更具药用价值的菊属植物。 而被广泛熟知的野菊花、甘菊、菊花、异色菊等,都属于菊组,该分支植物主要特点为全部总苞片草质,边缘白色、褐色、棕褐色或黑褐色膜质。 面对菊花的复杂染色体遗传结构以及丰富的种质资源多样性,进行菊花基因组测序对于揭示菊属物种的起源进化及物种多样性具有重要意义。对此,2016年,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心共同开启科研攻关,最终利用纳米孔测序技术突破复杂基因组测序,在菊属植物研究中迈出了人类认知的重要一步。 作为该科研团队成员的中国中医科学院中药研究所博士宋驰表示,他们在全球率先使用纳米孔测序这一最新的测序技术,完成了高等植物中全基因组测序,并克服了之前在二代测序技术时代解决不了的高杂合、高重复基因组组装的难题,此举必将极大推动植物基因组,尤其是药用植物基因组研究的发展,是本草基因组学研究的一项重要突破。 该科研团队透露,相关研究成果和基因组数据自即日起,在中国中医科学院中药研究所官网及安利植物研发中心学术研究网站公布,免费向全世界研究菊花的学术团队和非盈利组织开放。