《德国研究人员绘制出欧洲玉米基因组图谱》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-09-10
  • 玉米的多样性是现代杂种优势模式与杂交育种的基础,现有超过50个玉米栽培种通常可以归为五大类:硬质玉米、马齿玉米、粉质玉米、爆裂玉米和甜玉米。在历史上,美国农民通过利用玉米的这种变异特性,基于马齿和硬质玉米种质混合池建立了现今高产的玉米带自交系。
    德国慕尼黑工业大学与亥姆霍兹中心合作于2020年7月27日发表在Nature Genetics上的研究论文,以4个欧洲硬粒型玉米品种(F7、EP1、DK105、PE0075)为材料,组装了4个高质量的硬粒型玉米参考基因组,大小2.2~2.5Gb,N50范围为6.1~10.4Mb,共注释了46200~48000个基因,并且有43700~45900个基因(每个品种占所有基因的94.7%~98%)至少在另一个品种中具有直系同源或最佳匹配。通过与两个美国玉米带株系马齿型玉米B73和PH207的基因组进行了基因组比较分析及全基因组比对(whole-genome alignments,WGAs)分析,结果发现两种不同种质之间的泛基因组差异并划定了核心基因组和非必需基因组。通过荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)分析了基因组的异染色质纽,发现其位置和强度在马齿型与硬粒型之间具有明显的不同,并且与异染色质钮周围的基因具有低表达的趋势。同时研究人员利用上述6个玉米品种并结合已发表的Mo17和W22种质资源的参考基因组进行了长末端重复序列反转录转座子的比较分析揭示了玉米基因组在不同种质资源间的动态变化。该研究所报道的硬质玉米高质量基因组补充了现有的玉米泛基因组数据库,为从基因组层面的玉米改良研究以及现代杂交育种提供了重要的工具。
    宋琪 编译自https://www.nature.com/articles/s41588-020-0671-9
    原文标题:European maize genomes highlight intraspecies variation in repeat and gene content

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  • 《德国研究人员基于质谱绘制拟南芥蛋白质组图谱》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2020-09-10
    • 植物是生命必不可少的,是具有独特分子能力的极其多样的生物,模式植物拟南芥彻底改变了人们对植物生物学的理解,并影响了生命科学的许多其他领域,同时对拟南芥知识的了解还提供了对作物物种等重要农艺性状的理解。事实上,拟南芥的基因组数据已于20年前就进行了测序,此后在基因组和表观基因组水平上分析了数百种天然变异体。蛋白质是每个细胞的主要分子,在细胞内部和细胞之间传递信号,形成细胞结构等,但拟南芥的蛋白质组却远未得到全面表征。 为了填补这一空白,德国慕尼黑工业大学研究人员使用了质谱和RNA测序(RNA-seq)分析绘制了拟南芥30种组织的转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组定量图谱。研究为以下问题提供了初步答案:2.7万个基因中有多少存在蛋白产物(> 18000);它们在生物体中的位置(如花、叶或茎);表达量(超过6个数量级范围);磷酸化水平(超过43000位点)。同时研究人员提供了如何使用数据的示例,例如发现从短开放阅读框翻译的蛋白质,发现参与蛋白质生产调控的序列模块,识别组织特异性蛋白质复合物或磷酸化介导的信号事件。ProteomicsDB和ATHENA数据库提供了对植物群落该资源的交互式访问,其中包括强大的生物信息学工具,用于探索和鉴定拟南芥蛋白、其修饰和相互作用。相关研究成果于2020年3月11日发表于Nature。 宋琪 编译自https://www.nature.com/articles/s41467-019-13966-w 原文标题:Soil bacterial diversity mediated by microscale aqueous-phase processes across biomes
  • 《绘制出恶性疟原虫的药物可靶向基因组图谱》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2018-01-16
    • 在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校等研究机构的研究人员利用全基因组分析和化学遗传学(chemogenetics)方法,在恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)---一种导致疟疾的疟原虫---的262种疟原虫细胞系中鉴定出新的药物靶标和对37种不同的抗疟疾药物产生抗药性的抗性基因。相关研究结果发表在2018年1月12日的Science期刊上,论文标题为“Mapping the malaria parasite druggable genome by using in vitro evolution and chemogenomics”。 这项研究证实了之前已知的有效地导致这种疟原虫产生抗药性的基因修饰,而且也揭示出加深理解这种疟原虫潜在生物学特征的新药物靶标。 论文通信作者、加州大学圣地亚哥分校医学院儿科系药理学与药物发现教授Elizabeth Winzeler博士说,“利用恶性疟原虫抗性组(resistome)---抗生素抗性基因集合---和它的药物可靶向(drug-able)的基因组将有助于指导新的药物发现工作,和增进我们对这种疟原虫如何经过进化加以反击的认识。” 恶性疟原虫是通过被感染的疟蚊(Anopheles mosquitos)的叮咬传播给人的单细胞原虫。它导致大约所有疟疾病例的一半。疟疾给人类健康造成巨大影响---据世界卫生组织(WHO)估计,2016年全世界有2.16亿例疟疾病例,有44.5万人死于疟疾---的部分原因是这种疟原虫特别擅长改变它的基因组来逃避和抵抗药物治疗和人体免疫系统。 Winzeler说,“一次感染能够导致一个人体内含有超过1万亿个无性血液阶段的疟原虫。即便具有相对较低的随机突变率,这些数字也赋予非凡的适应性。在仅几轮复制周期中,恶性疟原虫基因组就能够获得一种随机的遗传改变,这可能导致至少一个疟原虫对一种药物或人体编码的抗体产生抵抗力。” 这些研究人员说,这种快速的进化对控制这种疾病提出了重大的挑战,但是它也能够在体外加以利用,以便准确地记录这种疟原虫在已知的抗疟疾药物的存在下如何经过进化产生抗药性。它也能够被用来揭示出新的药物靶标。 Winzeler及其同事们采用了全基因组测序和多种不同的抗疟疾化合物,而不是关注于恶性疟原虫与单个化合物之间的相互作用,或者研究这种疟原虫中的潜在抗性基因。所获得的数据集揭示出发生多种不同的突变。抗药性疟原虫通常在潜在的靶基因中包含突变,而且在其他的无关基因中也包含额外的突变。 Winzeler说,“我们的研究结果证实和强调了恶性疟原虫进化出耐药性是极其复杂的,但是它们也鉴定出新的药物靶标或者抗药性疟原虫用来对每种化合物产生抗药性的抗性基因。它不仅揭示出恶性疟原虫的复杂的化学遗传全景,而且也为设计新的小分子抑制剂来抵抗这种病原体提供潜在的指导。”