盤點最熱門的基因組測序新成果

　　The scientist雜志盤點了近期各大雜志上最熱門的基因組測序成果，讓我們看看科學家們又從測序中獲得了什么新知識吧。

　　種屬：家貓（Felis catus）

　　基因組：3.1 billion bp

　　家貓會患上白血病也會受到免疫缺陷病毒的感染。為了更好的理解相關疾病，一個跨國科研團隊測序了三只家貓的基因組并且進行了注釋。這項研究為人們提供了一個新的貓科基因組瀏覽器——Genome Annotation Resource Fields（GARfield），其中包括血細胞的甲基化模式，以及兩萬一千多個基因組注釋。相關論文發表在八月五日的GigaScience雜志上。

　　Nova Southeastern大學的Stephen O’Brien等人使用三種不同的方法對三只家貓進行測序和分析。雖然此前人們發布過家貓的基因組，不過之前的鳥槍測序法覆蓋度太低，這項研究有助于填補之前留下的缺口。此外，這項研究也有一些新發現，比如發現了新的逆轉錄病毒類似元件和單核苷酸突變。研究顯示，家貓基因組中約有55.7%是由重復序列組成的。

　　種屬：南極蠓（Belgica antarctica）

　　基因組：99 million bp

　　南極蠓是南極洲唯一一種完全陸生的本土動物，南極蠓測序揭向人們展示了極端環境對基因組結構的限制，這項研究于八月十二日發表在Nature Communications雜志上。

　　不能飛的南極蠓是目前基因組最小的昆蟲，但它卻具有差不多13,500個功能基因。南極蠓基因組之所以那么小，是因為它的內含子很短，而且重復序列和轉座元件稀少。

　　“我們感興趣的是，其他極端環境生物（南極的扁虱、螨蟲等）的基因組是不是也這么特別，”文章的共同作者，俄亥俄州立大學的David Denlinger教授說。

　　研究人員指出，在南極蠓中熱激蛋白、抗氧化酶、水通道蛋白的表達模式很獨特。正是這些適應性改變幫助南極蠓在嚴酷的環境條件下生存下來，在那里干燥、嚴寒和高紫外線輻射是家常便飯。

　　“這是首次測序極端環境下的昆蟲，為以后的比較研究奠定了基礎，”華盛頓州立大學的Joanna Kelley說。“此前有研究認為，有效群體大小越小基因組就越大，但我們看到南極蠓正好與此相反。”

　　種屬：新月彎孢霉（Curvularia lunata）

　　基因組：35.5 million base pairs

　　新月彎孢霉（Curvularia lunata）在我國造成了玉米作物的嚴重損失，日前上海交通大學的研究團對這種真菌進行了基因組測序，并將結果發表在七月二十四日的BMC Genomics雜志上。

　　陳捷教授及其同事收集了影響不同的農業區域的五個C. lunata菌株，它們能夠感染玉米、大麥、小麥、高粱和其他禾本類植物。研究人員通過比較發現，大約在兩千四百萬年和五千萬年前，C. lunata菌株CX-3和m118從另一種玉米病原體——Bipolaris maydis中分支出來，這三種致病菌現在仍然親緣緊密。

　　研究顯示，C. lunata菌株CX-3的基因組編碼了超過11,000個蛋白編碼基因，并且含有一些獨特的基因組島，這些區域可能對其毒性非常關鍵。CX-3中的轉座子元件比B. maydis或m118都要多。

　　研究人員比較了這三種致病菌的轉錄組，發現與次級代謝通路有關的基因存在表達差異。此外，CX-3的一些基因有助于真菌在壓力環境下的生存。這項研究可以幫助人們更好的理解C. lunata，并在此基礎上開發更靈活的策略，控制其感染農作物。

　　種屬：蜜蜂（Apis mellifera）

　　基因組：236 million bp

　　為了理解蜜蜂的進化史，研究人員測序了全球14個種群的140種蜜蜂。他們分析了八百三十萬SNP（單核苷酸多態性），揭示了蜜蜂對病原體和氣候編碼的遺傳學適應。相關結果發表在上周的（八月二十四日）Nature Genetics雜志上。

　　此前有研究認為蜜蜂起源于非洲，但這項研究表明Apis mellifera其實來自亞洲。Uppsala大學的Matthew Webster領導研究團隊發現，蜜蜂的種群大小在過去發生過顯著的波動，這可能是氣候變化引起的。

　　人類的蜜蜂養殖增加了馴化蜜蜂的遺傳多樣性。“研究還表明，高水平的近親繁殖，并不是蜜蜂全球棲息地喪失的主要原因，”Webster說。

　　研究人員發現，非洲蜜蜂和歐洲蜜蜂的一些特殊基因存在差異，比如與疾病抗性、精子活力和發育有關的基因。他們認為，精子競爭可能是推動蜜蜂進化的一個重要因素。

　　Matthew Webster指出，這項研究揭示了蜜蜂抵抗疾病和適應氣候背后的生物學機制，這些重要的信息可以幫助我們保護蜜蜂應對快速變化的世界。

　　種屬：油菜（Brassica napus）

　　基因組：525.8 million bp

　　七月二十九日Science雜志上發表的一項研究表明，人類的農業篩選過程塑造了油菜的基因組，提高了產油基因的表達，減少了硫代葡萄糖苷（glucosinolates）的生產，這種化合物在飼料里會引起動物中毒。

　　油菜Brassica napus是一種異源多倍體，是亞洲卷心菜B. rapa和地中海卷心菜B. oleracea發生染色體融合產生的。油菜早在七千年前就已經被人類馴化，主要用于榨油和食用。

　　法國農業科學研究院的Boulos Chalhoub領導研究團隊，生成了B. napus的基因組草圖，他們發現，在B. napus基因組的一些區域中，來自B. rapa 和B. oleracea的基因會不斷發生交換。人類為了提高產量而進行的篩選，就與這些基因有關。

　　“理解B. rapa 和B. oleracea的基因組，是拼接油菜基因組的關鍵，”文章的共同作者，Georgia大學的Andrew Paterson說。“這三個物種就像在談一場三角戀，油菜在B. rapa和B. oleracea的基因之間搖擺不定。”理解這些事件以及油菜的演化，有助于進一步提高油菜產量來滿足人們日益增長的需求。