大豆(Glycine max [L.] Merr。)是最重要的作物之一，占全球油籽產(chǎn)量的一半以上，占世界食用和動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)的四分之一以上。研究表明，栽培大豆在大約5000年前在中國(guó)被馴化，然后在全世界傳播。在引種和傳播過(guò)程中，大豆經(jīng)歷了嚴(yán)格的遺傳瓶頸，導(dǎo)致來(lái)自不同地理區(qū)域的種質(zhì)可能表現(xiàn)出高遺傳多樣性。目前的大豆參考基因組是從Williams 82進(jìn)行測(cè)序的，Williams 82是在美國(guó)馴化的栽培品種。亞洲是最大的大豆種植和消費(fèi)地區(qū)之一，其大豆生產(chǎn)對(duì)全球糧食安全至關(guān)重要。高質(zhì)量的參考基因組對(duì)于物種的功能分析至關(guān)重要。因此，有必要從亞洲大豆種質(zhì)中組裝一個(gè)新的優(yōu)質(zhì)大豆基因組，以促進(jìn)亞洲大豆功能基因組學(xué)研究和精英品種改良。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和Berry Genomics公司的生物學(xué)家通過(guò)組合中國(guó)大豆種質(zhì)“中黃13”組裝了一個(gè)新的大豆基因組。 SMRT，Hi-C和光學(xué)映射數(shù)據(jù)。

“我們最終組裝的基因組是1.025 Gb。它的重疊群N50是3.46 Mb，支架N50是51.87 Mb。據(jù)我們所知，它是迄今為止報(bào)道的第四個(gè)連續(xù)植物基因組。”這項(xiàng)工作的資深作者沉燕亭博士說(shuō)。“與以前常用的大豆參考基因組相比，我們新組裝的基因組的質(zhì)量得到顯著改善，它具有更長(zhǎng)的總序列長(zhǎng)度，更高的重疊群N50和支架N50，以及更少的缺口”。此外，經(jīng)過(guò)對(duì)中黃13和威廉姆斯82之間基因組序列的仔細(xì)比較，研究小組發(fā)現(xiàn)中黃13基因組顯示出大量的遺傳變異與威廉姆斯82.“我們發(fā)現(xiàn)超過(guò)250,000個(gè)結(jié)構(gòu)變異事件，包括1,404個(gè)易位，161倒置，1，

“這項(xiàng)工作是來(lái)自不同領(lǐng)域的科學(xué)家的一項(xiàng)偉大的合作努力。例如，為了使新的基因組注釋更加準(zhǔn)確和信息豐富，我們向轉(zhuǎn)化元素研究專家杜建昌博士尋求幫助”相應(yīng)的作者博士說(shuō)。 。Zhixi Tian，一位研究大豆功能基因組的科學(xué)家。通過(guò)綜合分析，在新基因組中共注釋了36,429個(gè)轉(zhuǎn)座因子和52,051個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。“QTL和GWAS是研究基因座控制性狀的有用方法。但是，很難直接從QTL和GWAS中鑒定出因果基因，因?yàn)樗鼈兺ǔ?huì)產(chǎn)生較大的候選區(qū)域?；蚬脖磉_(dá)網(wǎng)絡(luò)是探索基因的有力方法。調(diào)節(jié)關(guān)系和預(yù)測(cè)基因功能。我們認(rèn)為基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)在與QTL和GWAS結(jié)合時(shí)可以幫助重要的農(nóng)藝基因挖掘。因此，我們向中國(guó)科技大學(xué)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)專家馬思松博士提供了幫助，“志熙說(shuō)。

“為了檢驗(yàn)這一假設(shè)，我們利用保藏在NCBI序列閱讀檔案(SRA)中的1,978個(gè)大豆RNA-seq的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集建立了注釋基因的綜合基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)包含39,967個(gè)基因和330,864個(gè)共表達(dá)“Shisong Ma博士”是合作者和共同作者之一。通過(guò)探索與大豆開(kāi)花時(shí)間和亞油酸相關(guān)的新基因來(lái)測(cè)試基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的使用內(nèi)容。“我們的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)將大豆開(kāi)花時(shí)間候選基因的數(shù)量從7,971直接縮小到26，這在候選基因挖掘中是有效的，”Yanting說(shuō)，“此外，我們通過(guò)關(guān)聯(lián)其單倍型和單倍型確認(rèn)了一個(gè)候選基因SoyZH13_16G177400的功能。我們之前重新測(cè)序的自然種群中的表型信息。“除了與開(kāi)花時(shí)間相關(guān)的基因外，還使用相同的策略確認(rèn)了控制大豆亞油酸含量的另一基因。中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所20多年從事大豆育種研究的生物學(xué)家朱寶杰博士評(píng)論說(shuō)：“這種方法非常新穎，對(duì)我們的大豆研究人員和育種者很有幫助。

所有作者都希望這個(gè)新基因組能夠促進(jìn)豆科植物基因組學(xué)研究和未來(lái)大豆作物的改良。