近年來，在高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)下，各類農(nóng)業(yè)基因組研究取得突破性進(jìn)展，為種質(zhì)資源鑒定、重要性狀的定位和功能基因組挖掘提供了新的機(jī)遇，推動(dòng)動(dòng)植物基因組選擇育種，加速育種進(jìn)程，提高分子育種效率。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，基于高通量測(cè)序的動(dòng)植物基因組學(xué)研究涉及全基因組、基因組重測(cè)序、RNA、小RNA、單細(xì)胞等測(cè)序方法，測(cè)序物種涵蓋糧食作物、蔬菜、水果、家禽、家畜、魚類等多類型。

在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域，華大智造基于中、高通量測(cè)序平臺(tái)可提供不同場(chǎng)景的全流程產(chǎn)品，其中DNBSEQ-T7平臺(tái)助力農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用已超過40篇，相關(guān)成果已在Nature、Cell、Nature Communications等高水平期刊發(fā)表。華大智造DNBSEQ-T7憑借其超高通量、高準(zhǔn)確率、低重復(fù)序列率、低標(biāo)簽跳躍率、低成本等優(yōu)勢(shì)深受廣大用戶青睞，目前基于DNBSEQ-T7平臺(tái)已發(fā)表文章超過270篇。

本篇聚焦了華大智造DNBSEQ-T7測(cè)序平臺(tái)助力農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域研究的4篇優(yōu)秀文章，與大家分享農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域的科研成果。

1. 雞卵泡發(fā)生過程中顆粒細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化

發(fā)表期刊：Nature Communications

發(fā)表機(jī)構(gòu)：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院

卵泡發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過程，涉及中央卵母細(xì)胞及其周圍的體細(xì)胞。染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)是重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,但其在雞卵泡發(fā)育過程中對(duì)顆粒細(xì)胞轉(zhuǎn)錄調(diào)控的動(dòng)態(tài)調(diào)控知之甚少。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院李地艷教授團(tuán)隊(duì)和李明洲教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在Nature Communications在線發(fā)表了題為“Dynamic transcriptome and chromatin architecture in granulosa cells during chicken folliculogenesis”的研究論文。

該團(tuán)隊(duì)解析了雞顆粒細(xì)胞在卵泡形成的十個(gè)階段的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)錄組表達(dá)譜，并構(gòu)建了等級(jí)前的小白卵泡（small white follicles, SWF）、等級(jí)卵泡F1（preovulatory follicles, F1）和排卵后卵泡（postovulatory follicles, POF）三個(gè)卵泡發(fā)育關(guān)鍵階段的顆粒細(xì)胞染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。多組學(xué)聯(lián)合分析結(jié)果證明了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重排與卵泡發(fā)生過程中的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)變化之間的一致性，為染色質(zhì)區(qū)室分區(qū)重排、拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域的重構(gòu)以及啟動(dòng)子和增強(qiáng)子之間的長距離互作的動(dòng)態(tài)變化提供了充分的證據(jù)。其中，華大智造DNBSEQ-T7高通量基因測(cè)序儀承擔(dān)了該研究中的總RNA測(cè)序工作。該研究為鳥類生殖發(fā)育的深入研究奠定了基礎(chǔ)，也為選育高繁殖性能的家禽品種提供了新的分子育種思路。

2. 人工異源四倍體魚基因組的揭示

發(fā)表期刊：BMC Biology

發(fā)表單位：湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院淡水魚發(fā)育生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉少軍院士團(tuán)隊(duì)在BMC Biology在線發(fā)表了題為“Symmetric subgenomes and balanced homoeolog expression stabilize the establishment of allopolyploidy in cyprinid fish”論文，該研究對(duì)異源四倍體鯽鯉F22代個(gè)體開展全基因組de novo測(cè)序、組裝和注釋后，對(duì)其與原始親本紅鯽和鯉開展了染色體共線性和比較基因組學(xué)分析，研究結(jié)果表明該個(gè)體基因組中包含紅鯽和鯉的染色體組，同時(shí)發(fā)現(xiàn)紅鯽和鯉來源的同源染色體間存在重組交換現(xiàn)象。

為探究這一現(xiàn)象，該研究對(duì)多個(gè)個(gè)體開展基因組重測(cè)序，推測(cè)出DNA修復(fù)和減數(shù)分裂重組等機(jī)制在異源四倍體鯽鯉品系形成過程中共同發(fā)揮作用。其中，華大智造DNBSEQ-T7高通量基因測(cè)序儀承擔(dān)了該研究中的部分基因組重測(cè)序工作。異源四倍體鯽鯉基因組結(jié)構(gòu)及其特性的揭示為解析該品系的遺傳規(guī)律奠定了重要基礎(chǔ)，為現(xiàn)生脊椎動(dòng)物異源四倍化起源提供了重要啟示。

3. 水生所在多倍體鯽復(fù)合種中發(fā)現(xiàn)倍性改變驅(qū)動(dòng)生殖方式轉(zhuǎn)換和基因組多樣性形成

發(fā)表期刊：Molecular Biology and Evolution

發(fā)表單位：中國科學(xué)院水生生物研究所

中國科學(xué)院水生生物研究所桂建芳院士團(tuán)隊(duì)在 Molecular Biology and Evolution 在線發(fā)表了題為 “Changes in ploidy drive reproduction transition and genomic diversity in a polyploid fish complex” 的論文。該研究表明，鯽復(fù)合種的倍性改變，包括從雙三倍體提升至雙四倍體，再從雙四倍體恢復(fù)到新雙三倍體，驅(qū)動(dòng)了由單性雌核生殖到有性生殖，再由有性生殖向單性雌核生殖的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而通過這種改變直接導(dǎo)致了基因組多樣性和克隆多樣性的形成。

其中，華大智造DNBSEQ-T7高通量測(cè)序儀承擔(dān)了研究中部分全基因組重測(cè)序工作。這一研究在脊椎動(dòng)物多倍體復(fù)合種中揭示出一種可以產(chǎn)生大量克隆系的遺傳演化策略，該策略可促進(jìn)單性雌核生殖克隆系避免基因組衰退并增加其遺傳多樣性的潛能，同時(shí)為現(xiàn)今的銀鯽遺傳育種創(chuàng)造出豐富的種質(zhì)資源并開拓出一條精準(zhǔn)的遺傳育種路徑。

4. 野生與栽培馬鈴薯的基因組進(jìn)化與多樣性

發(fā)表期刊：Nature

發(fā)表單位：中國農(nóng)科院基因組所

中國農(nóng)科院基因組所黃三文團(tuán)隊(duì)在Nature雜志在線發(fā)表了“優(yōu)薯計(jì)劃”的研究成果，題為“Genome evolution and diversity of wild and cultivated potatoes”。研究人員挑選了有代表性的44份二倍體馬鈴薯種質(zhì)進(jìn)行基因組組裝，用以探究馬鈴薯和近緣姊妹類群系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系以及薯塊的演化機(jī)制。其中，華大智造DNBSEQ-T7高通量基因測(cè)序儀承擔(dān)了馬鈴薯根、莖、葉、塊莖和花等組織中的總RNA測(cè)序工作。

分析發(fā)現(xiàn)馬鈴薯與近源物種番茄、Etuberosum之間以及馬鈴薯類群內(nèi)部都存在廣泛的不完全譜系分選和物種間雜交。此外，研究人員鑒定出了561,433個(gè)高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)變異，并且首次構(gòu)建了栽培和近緣野生馬鈴薯的大片段倒位圖譜。其中，馬鈴薯3號(hào)染色體5.8 Mb倒位事件與控制塊莖中類胡蘿卜素積累基因緊密連鎖，并且在自交后代中該區(qū)域重組率顯著降低，該現(xiàn)象為自交系的改良和去除潛在的連鎖累贅提供了重要思路。

結(jié)語

華大智造DNBSEQ-T7測(cè)序平臺(tái)已成功助力科研人員開展農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域，華大智造可提供不同場(chǎng)景的全流程產(chǎn)品，應(yīng)用于植物水產(chǎn)基因組選擇育種、功能基因組挖掘、分子育種標(biāo)記選擇、物種經(jīng)濟(jì)性狀標(biāo)記物的開發(fā)等多組學(xué)研究方向，保護(hù)農(nóng)作物和牲畜健康，助力全球農(nóng)業(yè)發(fā)展。

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