百邁客生物為該研究提供了全基因組重測序服務(wù)。

【無患子小知識】

無患子屬（Sapindus）是無患子科的常綠和落葉喬木，古時又稱“桓”，又有肥珠子、油珠子、鬼見愁、洗手果、肥皂果樹等別稱，本草綱目稱為木患子，主要分布于亞洲和美洲熱帶至亞熱帶地區(qū)，在中國南方地區(qū)自然資源豐富。無患子屬是一類兼具生態(tài)價值與經(jīng)濟價值的植物，其果皮富含天然皂素（皂苷），具有良好的清潔、殺菌和藥用功能，被廣泛用于天然洗滌劑、中藥材與護膚品原料；其種仁富含油脂，適宜作為綠色生物柴油原料。無患子屬樹種適應(yīng)性強、生長周期長，是兼具藥用、園林綠化、環(huán)保與能源開發(fā)潛力的特色樹種。

圖1?無患子屬種質(zhì)分布及單核苷酸多態(tài)性(SNP)?統(tǒng)計分析

【研究亮點搶先看】

六大遺傳群體揭示：研究發(fā)現(xiàn)，中國無患子屬可劃分為6個遺傳群體，包括華東、華北、貴州三個無患子群體，及川滇無患子、毛瓣無患子和雜種三個群體。

?起源之謎破解：通過群體進化歷史分析，團隊推測中國無患子的祖先起源于東南沿海地區(qū)（即華東群體），隨后向西南和北方遷徙擴散。

天然雜交種群的優(yōu)勢性狀發(fā)現(xiàn)：自然雜交個體表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢，兼具高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)油脂成分，展現(xiàn)出極大育種潛力。

揭示關(guān)鍵適應(yīng)性基因：在貴州和華北群體中，研究檢測到與干旱、寒冷和病害抗性相關(guān)的選擇信號基因（如CYP716A, CAMTA，HD-ZIP等），解釋了不同地區(qū)無患子群體的環(huán)境適應(yīng)能力差異。

鎖定油脂合成關(guān)鍵位點：通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），團隊識別出影響種仁油脂組成的多個關(guān)鍵基因（如ACSL、FAD2、FAB2等），為高品質(zhì)油料品種的選育提供了精準靶點。

圖2?無患子屬群體間選擇性清除分析

圖3?無患子屬種仁脂肪酸含量GWAS?分析

【成果意義】

無患子屬樹種不僅是天然洗滌品、生物柴油等林業(yè)生物經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的重要原料，也是生態(tài)修復優(yōu)選樹種。本研究構(gòu)建了無患子屬全基因組多樣性圖譜，為后續(xù)的分子輔助育種、種質(zhì)資源保護與產(chǎn)業(yè)化利用打開了新局面！

內(nèi)容來源于北京林業(yè)大學，侵刪

2025年4月7日，濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實驗室/北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院和小麥育種全國重點實驗室鄧興旺、何航、李博生團隊在國際頂尖期刊《自然-遺傳學》(Nature Genetics)上發(fā)表題為“A telomere-to-telomere genome assembly coupled with multi-omic data provides insights into the evolution of hexaploid bread wheat”的突破性成果：成功繪制了六倍體小麥的端粒到端粒（T2T）完整基因組圖譜，實現(xiàn)了小麥基因組從“頭”到“尾”無缺口的精確組裝。這一在山東完成的成果，為我國主糧作物高水平科技自立自強、牢牢把握糧食安全主動權(quán)提供了重要支撐。

百邁客生物為該研究提供了三代測序服務(wù)。

1.多種高精度測序組合策略：搭建小麥完整基因組拼圖的基石

研究團隊利用PacBio HiFi高精度測序和ONT超長讀長測序等前沿技術(shù)，結(jié)合多種算法，成功構(gòu)建了六倍體小麥T2T基因組，命名為“CS-IAAS”版本1.0。該基因組總長度達14.51 Gb（約145億個堿基），實現(xiàn)了42條小麥染色體從端粒到端粒的無缺口拼接（圖1）。相比以往，這一圖譜在完整性、連續(xù)性和準確性上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，為功能基因組學研究奠定了堅實基礎(chǔ)。這一成果不僅展示了我國在農(nóng)業(yè)基因組學研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，還為糧食安全戰(zhàn)略提供了強有力的科技支撐。

圖1.六倍體小麥T2T基因組精確完整圖，即CS-IAAS版本1.0

2.揭開染色體復雜區(qū)域的秘密

借助完整基因組圖譜，研究團隊首次清晰解析了小麥基因組中著絲粒、端粒和核糖體DNA重復序列（rDNA陣列）等復雜區(qū)域。其中，著絲粒長度相比之前報道增加了47%，這一精確鑒定為小麥著絲粒功能和進化提供了新的視角。研究發(fā)現(xiàn)，著絲粒區(qū)域主要由大量重復的轉(zhuǎn)座子序列構(gòu)成，且A、B、D三個亞基因組的著絲粒獨立進化，各有不同。并在小麥多倍體形成中，相對二倍體的著絲粒長度有了大幅增加。此外，D亞基因組中的Retand序列還“滲透”進了A和B亞基因組的著絲粒區(qū)域，揭示了亞基因組間的相互影響。

端粒作為染色體的“保護帽”，在小麥中同時存在植物和脊椎動物兩種風格的重復序列，這一現(xiàn)象在植物中極為罕見。rDNA陣列則被解析為核糖體RNA的重復基因簇，其周圍主要由轉(zhuǎn)座子序列構(gòu)成，不同染色體間的這些區(qū)域在組成上存在差異。完整測出這些區(qū)域后，為研究這些復雜區(qū)域的進化提供了新線索。

3.四倍體到六倍體：染色體“大變身”

現(xiàn)代普通小麥是由三個祖先物種雜交形成的六倍體作物。研究團隊利用T2T基因組圖譜，揭示了小麥從四倍體演化為六倍體過程中發(fā)生的23處主要染色體片段倒位，總長度約5.18億個堿基。這些倒位在現(xiàn)代小麥中全部保留，且斷點處富含特殊短重復序列，推測對染色體折斷和重新連接發(fā)揮了作用。

圖2. 二、四、六倍體小麥染色體重排與斷點結(jié)構(gòu)解析

4.重復序列：小麥進化的幕后推手

小麥基因組中大量重復序列并非“冗余”，而是驅(qū)動其進化的重要力量。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)座子和片段重復對小麥基因組演化影響深遠。兩個近期大量擴增的轉(zhuǎn)座子家族表明，這些“跳躍基因”在小麥演化晚近時期突然活躍。此外，長末端重復逆轉(zhuǎn)座子（LTR-RT）在小麥進化關(guān)鍵節(jié)點出現(xiàn)兩次“大爆發(fā)”，為基因組結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了原材料。

片段重復則為基因創(chuàng)新提供了“備份”，使小麥在進化中積累了豐富的遺傳變異，增強了環(huán)境適應(yīng)力。這些發(fā)現(xiàn)改變了重復序列是“基因組垃圾”的傳統(tǒng)認知，揭示了其在基因組擴張、基因復制和多樣化中的創(chuàng)造性作用。

5.基因注釋升級：小麥育種的新希望

高質(zhì)量基因組圖譜為基因注釋提供了前所未有的精度。研究團隊結(jié)合RNA測序和全長轉(zhuǎn)錄本信息，注釋了141,035個高置信度蛋白編碼基因，并鑒定出大量可變剪接形式。相比以往版本，新增了34,120個高置信度基因，其中包括許多NLR抗病基因，為抗病育種提供了新靶點。為確保注釋準確性，研究團隊還通過蛋白質(zhì)組學手段驗證了基因結(jié)構(gòu)，進一步提高了注釋可靠性。這份經(jīng)過嚴格校準的基因目錄將成為功能基因組學研究的寶貴資源。

6.邁入小麥基因組與精準分子設(shè)計育種研究的新紀元

六倍體小麥端粒到端粒完整基因組圖譜的發(fā)布，標志著小麥基因組研究進入新階段。這一成果不僅深化了對小麥基因組結(jié)構(gòu)和進化機制的理解，還為解析其他復雜多倍體作物基因組提供了范例。未來，依托這一高質(zhì)量參考基因組，科學家將更精準地挖掘與產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性相關(guān)的關(guān)鍵基因，為小麥品種改良帶來革命性突破。

內(nèi)容來源于北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，侵刪

百邁客生物為該研究提供群體、轉(zhuǎn)錄組測序服務(wù)。

研究背景

高粱是世界第五大禾谷類作物，養(yǎng)活了世界干旱或半干旱地區(qū)5億多人口。高粱起源于非洲薩赫勒地區(qū)，對非生物脅迫，比如干旱、高溫、貧瘠、鹽堿等有良好的耐受性，是研究植物響應(yīng)逆境脅迫機制的理想模式物種。然而，有限的遺傳和基因組資源以及遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)的瓶頸限制了高粱功能基因的研究。

研究內(nèi)容

研究團隊利用ONT Ultra-long、PacBio HiFi和Hi-C技術(shù)，成功組裝了高粱E048 的T2T無缺口高質(zhì)量基因組圖譜。該基因組大小為729.5 Mb，預測蛋白編碼基因35,549個，并完整解析了全部端粒和著絲粒序列信息。通過與BTx623、Ji2055、HYZ等另外3個高粱T2T基因組的比較分析，研究團隊鑒定出E048特異存在的2.9 Mb基因組區(qū)域，包含187個基因。這些基因主要參與信號轉(zhuǎn)導、免疫響應(yīng)和代謝調(diào)控等生物學過程，為解析E048高抗病、抗逆、抗倒伏和高含糖量等優(yōu)異性狀的分子機制提供了重要線索。

為了深入解析高粱E048的轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程，研究團隊測定了E048在13個不同發(fā)育階段多種組織（包括幼苗、葉片、根、莖、花序和種子等）的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全面的基因表達參考圖譜。分析表明，E048基因組中93.39%（33,200個）的基因在至少一種組織中表達，20,475個基因（57.59%）在所有13種組織中均檢測到表達。其中在開花前的花序組織中特異表達的基因數(shù)量最多，GO富集分析發(fā)現(xiàn)些特異表達基因主要參與生殖相關(guān)的生物學過程，反映了高粱從營養(yǎng)生長階段向生殖生長階段過渡時的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄特征。

研究團隊進一步開發(fā)了E048大規(guī)模飽和EMS突變體庫，在M1代收獲了13,226個單株并對179個M2植株進行了全基因組重測序。對變異位點進行分析發(fā)現(xiàn)，突變體包含了2,291,074個SNPs或InDels變異，突變位點幾乎均勻分布在每條染色體上，涵蓋了97.54%的基因，這些突變體為高粱功能基因解析與遺傳改良提供了重要種質(zhì)資源。研究團隊利用E048基因組，通過MutMap和MapMap+的方法，快速定位了黃化突變體和多葉突變體的目的基因，驗證了利用E048基因組和突變體資源進行高粱功能基因研究的高效性。

為促進高粱功能基因組研究以及突變體庫的廣泛應(yīng)用，研究團隊還建立了高粱基因組和突變體庫數(shù)據(jù)庫SGMD（https://sorghum.genetics.ac.cn/SGMD）。該數(shù)據(jù)庫整合了高粱E048基因組信息、基因表達圖譜、突變體庫部分表型變異和基因變異信息等，是高粱功能基因研究的“超級工具包”。

內(nèi)容來源于MPlant植物科學，侵刪

文章標題：Spatial and single-cell transcriptomics reveal cellular heterogeneity and a novel cancer-promoting Treg cell subset in human clear-cell renal cell carcinoma

期刊名稱：Journal for ImmunoTherapy of Cancer

影響因子：10.3

合作單位：空軍軍醫(yī)大學（第四軍醫(yī)大學）

研究方法：單細胞轉(zhuǎn)錄組測序，空間轉(zhuǎn)錄組測序，流式分選，RT-qPCR，Western blot，免疫組化，多重免疫組化，細胞實驗。

百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)DG1000單細胞轉(zhuǎn)錄組測序服務(wù)以及百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)，文中百創(chuàng)S1000空間數(shù)據(jù)分析得到的細胞空間分布圖由百創(chuàng)開發(fā)軟件BSTCellViewer展示。

研究背景

透明腎細胞癌ccRCC是腎細胞癌RCC的常見亞型，是腎癌相關(guān)死亡的主要原因，治療手段包括腎切除手術(shù)、靶向治療和免疫治療，但多數(shù)患者不能從免疫治療獲益，這與腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性有關(guān)，因此有必要深入理解ccRCC的腫瘤微環(huán)境，助力開發(fā)新型個性化診療方案。

材料及方法

研究材料：15名腎切除術(shù)的ccRCC患者組織樣本及其血液PBMC。對組織樣本區(qū)域進行定義，分為腫瘤核心（TC），腫瘤-健康交界（IF，包括腫瘤邊緣TR和臨近健康腎組織AN），遠端健康腎組織DN。

組別設(shè)計：實驗組4名ccRCC患者樣本進行單細胞轉(zhuǎn)錄組測序&空間轉(zhuǎn)錄組測序，驗證組15名ccRCC患者樣本進行流式細胞術(shù)&多重免疫熒光染色，151名ccRCC患者組織樣本&40名其他腎癌亞型患者組織樣本&6名捐獻者健康腎組織進行多重熒光免疫組化染色。

研究方法：單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（4名患者不同區(qū)域腫瘤組織，按照CD45+細胞:CD45-細胞=9:1增加免疫細胞數(shù)據(jù)占比，n=12），空間轉(zhuǎn)錄組測序（n=4）；流式分選，RT-qPCR，Western blot，免疫組化，多重免疫組化，細胞實驗。

研究結(jié)果

1.ccRCC組織細胞類型全面分析

單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（scRNA-seq）數(shù)據(jù)顯示不同患者腫瘤組織的免疫微環(huán)境細胞組成相似，T細胞占比最高，特別是CD4+ T細胞。腫瘤區(qū)域（TC/TR）富集CD3+細胞以及CD8+ T細胞，而CD4+ T細胞基本分布在所有區(qū)域。此外，基質(zhì)細胞和免疫細胞豐度和分布存在差異，TR區(qū)域成纖維細胞比例顯著低于TC區(qū)域和AN區(qū)域，這一發(fā)現(xiàn)也在空間轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)中得到印證。

圖1-ccRCC組織中細胞群的全面分析

2.ccRCC細胞元程序的豐度以及異質(zhì)性

通過非負矩陣因子分解分析每個樣本scRNA-seq數(shù)據(jù)，得到可以代表ccRCC腫瘤細胞簇元程序的6個基因集，不同基因集代表著不同的程序，如基因集1代表著EMT（上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變）相關(guān)基因表達譜，基因集5也與EMT相關(guān)但與基因集1不同的是其包含VEGFA等。

進一步分析，發(fā)現(xiàn)ccRCC亞群0~4簇與不同基因集表達譜匹配，5和6簇不與任何基因集匹配但具有細胞周期和應(yīng)激響應(yīng)相關(guān)基因表達。RCC0簇和RCC2簇代表EMThigh腫瘤細胞并在IF區(qū)域富集，RCC1簇代表PT（近曲小管）細胞，擬時序分析結(jié)果顯示存在RCC0—>RCC2分化關(guān)系，但RCC2幾乎只在P2患者樣本中發(fā)現(xiàn)，表明RCC2可能與個別患者特征相關(guān)。RCC1、RCC3和RCC4細胞主要在組織而不是腫瘤區(qū)域富集，RCC4主要分布在AN和DN區(qū)域，RCC4在AN區(qū)域分布數(shù)量高于DN區(qū)域。RCC4高表達細胞因子受體基因，表明TME中分泌的促腫瘤細胞因子可能傾向于作用到RCC4，增加其轉(zhuǎn)變成癌細胞的概率，加速腫瘤逃逸，促進腫瘤惡性化，與以往瘤旁附近不是完全的健康組織認識相符合。

圖2-透明細胞RCC細胞元程序的豐度及異質(zhì)性

3.ccRCC基質(zhì)細胞的區(qū)域化特征和異質(zhì)性

scRNA-seq與空間數(shù)據(jù)均顯示，ccRCC存在8種激活的成纖維細胞簇，腫瘤區(qū)域成纖維細胞數(shù)量高于健康組織，其中CD24+IL32+成纖維細胞顯著富集在腫瘤區(qū)域，PTGDS+成纖維細胞幾乎全分布在AN，高表達ECM（胞外基質(zhì)）形成和EMT的成纖維細胞簇在IF較為富集，IL1R1+?CAF（腫瘤相關(guān)成纖維細胞）表現(xiàn)出腫瘤促進表型；7種EC（內(nèi)皮細胞）簇中4種（0,2,3和6）主要富集在腫瘤組織，3種（1,4和5）在健康組織富集，膠原蛋白EC（0簇）豐度最高，具有促腫瘤特征?？傊?strong>不同的ECM蛋白質(zhì)產(chǎn)生基質(zhì)細胞傾向于富集在IF并共定位，可能行駛多種功能，包括細胞-細胞交互和胞外組分重構(gòu)。

圖3-透明細胞腎細胞癌中基質(zhì)細胞的區(qū)域特征和異質(zhì)性

4.ccRCC中MRC1+FOLR2+?TAM傾向于表現(xiàn)出更強的促癌表型

scRNA-seq數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)均顯示，4種TAM簇具有不同分布趨勢，TAM1主要分布在TC區(qū)域；TAM2高表達FOLR2、MRC1和CD163，可能是M2樣巨噬細胞且具有增強的免疫抑制特征，TAM4是組織駐留巨噬細胞，兩者主要分布在TR區(qū)域；TAM3表達炎癥響應(yīng)相關(guān)基因，在TR和AN區(qū)域富集。RNA速率分析顯示存在TAM4—>TAM2—>TAM1和TAM4—>TAM3兩種軌跡，以及從IF區(qū)域遷移到TC區(qū)域的趨勢。進一步的功能分析顯示，IF區(qū)域的TAM2可能通過促進EMT，TC區(qū)域的TAM2可能通過促進腫瘤血管生成，起到促癌效應(yīng)。總之，TAM2不同的腫瘤促進效應(yīng)可能與免疫抑制TME有關(guān)。

圖4-透明細胞腎細胞癌中MRC1+FOLR2+?TAM傾向于表現(xiàn)更強的促癌表型

5.單細胞分析揭示ccRCC中存在表達IL1B的Treg

進一步分析CD4+ T細胞簇，發(fā)現(xiàn)存在CD4+ 初始T細胞、Treg和濾泡樣輔助T細胞，不同簇的特征基因和空間分布模式不同，IF區(qū)域富集CD4+ 初始T細胞和PDE3B+ CD4+ T細胞，腫瘤區(qū)域富集Treg。其中，TC/TR區(qū)域CTLA-4+?Treg的占比以及Treg的FoxP3蛋白表達水平高于AN/DN區(qū)域，而CTLA-4+FoxP3-?Treg在所有組織中的分布較為均勻，表明腫瘤區(qū)域Treg細胞具有更強的免疫抑制功能。

進一步分析Treg細胞簇，發(fā)現(xiàn)存在6種亞型，其中終末效應(yīng)Treg細胞（5）主要分布在IF區(qū)域，F(xiàn)OXP3表達水平較低且ICOS表達水平降低，表明細胞可能處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

此外，終末效應(yīng)Treg細胞表達炎癥性細胞因子如IL1B，IL18和IL7，驗證隊列的多重免疫熒光染色結(jié)果顯示IL-1β+終末效應(yīng)Treg是對ccRCC特異性腫瘤微環(huán)境信號的特異性響應(yīng)。發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中存在表達炎癥性細胞因子IL1B的終末效應(yīng)Treg細胞。

圖5-單細胞分析揭示透明細胞腎細胞癌存在表達IL1B的Treg細胞群

6.IL-18通過ERK/NF-κB通路促進強免疫抑制功能的終末效應(yīng)Treg細胞產(chǎn)生

空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)結(jié)果顯示不同Treg細胞100μm范圍內(nèi)激活的CD4+/CD8+ T細胞數(shù)量較少，終末效應(yīng)Treg細胞100μm范圍內(nèi)CD4+/CD8+ T細胞數(shù)量更少，表明終末效應(yīng)Treg細胞周圍應(yīng)答Treg細胞（Tresp）增殖受到更強的抑制。細胞共培養(yǎng)實驗表明終末效應(yīng)Treg細胞具有強免疫抑制功能。RNA速率分析結(jié)果表明效應(yīng)終末Treg可能由初始Treg細胞分化而來，體外實驗表明IL-18可刺激CD4+CD25+ Treg細胞上調(diào)IL-1β表達，表明終末效應(yīng)Treg細胞產(chǎn)生和作用可能與IL-18有關(guān)。ERK激活劑/NF-κB激活劑促進IL-18+ Treg細胞的產(chǎn)生，IL-18處理后Treg細胞ERK/NF-κB磷酸化水平增加，ERK抑制劑可抑制Treg細胞表達NF-κB但NF-κB抑制劑無法抑制ERK表達，綜上，這些結(jié)果表明IL-18可能通過ERK/NF-κB通路介導終末效應(yīng)Treg細胞的產(chǎn)生。

圖6-IL-18通過ERK/NF-κB通路促進具有強免疫抑制功能的終末效應(yīng)Treg細胞產(chǎn)生

7.通過與MRC1+FLOR2+?TAM互作，終末效應(yīng)Treg細胞與存活率降低、免疫逃逸增加及腫瘤生長相關(guān)

確定終末效應(yīng)Treg細胞標志基因（FOXP3、IL1B和FCER1G），TGCA泛癌數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，終末效應(yīng)T細胞浸潤高的隊列與更低的整體存活率相關(guān)。細胞通訊分析結(jié)果顯示，巨噬細胞與終末效應(yīng)Treg細胞有著最多的互作配體-受體對，許多是免疫抑制互作，驗證實驗支持終末效應(yīng)Treg細胞與TAM2簇之間存在相互作用；IL1R1+?CAF與終末效應(yīng)Treg細胞也存在潛在聯(lián)系。僅在TC區(qū)域（與TR區(qū)域相比）發(fā)現(xiàn)NAMPT-INSR和TGFB1-(TGFBR1+TGFBR2)配受體互作，體外實驗發(fā)現(xiàn)終末效應(yīng)Treg細胞LRRC32（該基因編碼的GARP是TGF-β1成熟和激活所必須的）表達水平高于傳統(tǒng)Treg細胞。

此外，巨噬細胞特別是TAM2高表達IL18。這些結(jié)果可能表明ccRCC腫瘤微環(huán)境中，IF區(qū)域終末效應(yīng)Treg細胞與臨近TAM2互作，通過分泌的TGF-β1、M-CSF1以及IL-10，將IF駐留的TAM轉(zhuǎn)變成促癌表型，引起腫瘤細胞EMT；TAM2分泌的趨化因子誘導Treg細胞遷移到腫瘤區(qū)域并過表達IL-18，將Treg細胞轉(zhuǎn)變成IL-1β+ 終末效應(yīng)T細胞，抑制T細胞免疫并促進腫瘤生長。

總之，這些結(jié)果表明ccRCC的IF區(qū)域，終末效應(yīng)Treg細胞可能與其他促癌細胞互作，最終促進腫瘤細胞惡性轉(zhuǎn)化，支持了終末效應(yīng)Treg細胞具有免疫抑制和促癌作用的假設(shè)。

研究結(jié)果

該研究系統(tǒng)描述了ccRCC中不同類型細胞的基因表達譜和空間分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)一種具有癌癥促進作用的新Treg細胞亞型，在腫瘤-健康組織交界區(qū)域與MRC1+FOLR2+?TAM互作，構(gòu)建免疫抑制TME，促進腫瘤細胞惡性轉(zhuǎn)化最終引起患者存活率降低。同時，這些發(fā)現(xiàn)也為開發(fā)新的藥物和預后標志物提供了靶點。

參考文獻：

Song X, et al. Spatial and single-cell transcriptomics reveal cellular heterogeneity and a novel cancer-promoting Treg cell subset in human clear-cell renal cell carcinoma. J Immunother Cancer. 2025 13(1):e010183.

本次為各位老師帶來華中農(nóng)業(yè)大學鄧秀新教授團隊在Plant Journal中發(fā)表的研究論文，題目為“Adventitious embryonic causal gene FhRWP?regulates multiple developmental phenotypes in citrus reproduction”，該文章利用ATAC-seq和轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，探究了柑橘中無性繁殖現(xiàn)象——不定胚發(fā)生的機制。百邁客生物為該研究提供了ATAC-seq測序服務(wù)。

研究背景

植物的再生和發(fā)育是一個關(guān)鍵的過程，涉及從組織、器官、愈傷組織甚至具有多能性或多能性的單個細胞中重建整個植物，并通過復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進行細胞命運的轉(zhuǎn)化，深入了解植物的再生和發(fā)育，對于設(shè)計提高作物再生效率的分子工具至關(guān)重要。

不定胚直接從獲得胚性命運的珠心組織細胞亞群發(fā)育而來，作為有性生殖的替代品，在柑橘和芒果等少數(shù)植物中已有報道，因此，對不定胚胎發(fā)生的研究可以為植物再生和發(fā)育的遺傳機制提供獨特的視角；由于缺乏合適的遺傳系統(tǒng)來探索潛在機制，我們對不定胚和再生之間關(guān)系的理解非常有限，在植物再生工程應(yīng)用中，目前已有部分基因被鑒定并用于促進植物再生，從而克服了與物種相關(guān)的局限性，F(xiàn)hRWP的功能和不定胚的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)仍在很大程度上未被了解，已有研究提出，染色質(zhì)重塑復合體亞基?被認為能夠誘導FhRWP的高表達，該研究通過整合轉(zhuǎn)錄組與染色質(zhì)開放圖景數(shù)據(jù)闡明了FhRWP表達與其表觀遺傳調(diào)控之間的調(diào)控關(guān)系。

材料及方法

材料：單胚基因型和多胚基因型山橘胚珠、腋芽、幼葉及胚源性愈傷組織等；

方法：ATAC+轉(zhuǎn)錄組+重測序+激素檢測等

研究結(jié)果

1.多胚山橘的開放性染色質(zhì)

為了揭示來自珠粒細胞的外胚的重編程模式，作者采用ATAC-seq分析了多胚（PO）及單胚（MO）基因型山橘后胚的胚珠的全基因組染色質(zhì)可及性，結(jié)果表明，PO特異性開放染色質(zhì)區(qū)域（ACRs）基因參與了次級代謝過程、生長正調(diào)控、細胞分化和正向調(diào)控細胞生長。

先前的研究表明，一個顯性基因FhRWP決定了與微型倒重復轉(zhuǎn)座因子（MITE）插入相關(guān)的不定胚胎的啟動，在PO基因型中FhRWP的啟動子區(qū)中鑒定到了特異性ACR，而Mo基因型中不含ACR，該ACR與FhRWP啟動子區(qū)域的MITE序列重疊，即MITE序列被FhARID1蛋白結(jié)合，這可能是染色質(zhì)重塑復合體的一個亞基，這些結(jié)果表明，F(xiàn)hRWP是可及染色質(zhì)的決定因素，參與不定胚胎發(fā)育，與MITE的插入有關(guān)。

山橘基因組中與組織再生和體細胞胚胎發(fā)生相關(guān)的hub基因，研究結(jié)果表明，與組織再生和體細胞胚胎發(fā)生相關(guān)的hub基因，有12個ACRs特異性轉(zhuǎn)錄因子在PO和Mo基因型柑橘品種之間存在差異表達，WUSCHEL（WUS）基因是干細胞維持的關(guān)鍵調(diào)控因子，在PO基因型柑橘中表達上調(diào)。FhKRP7kip相關(guān)蛋白（KRP）基因編碼一種細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑（CKI），是細胞分裂的負調(diào)控因子。而FhKRP在PO基因型中下調(diào)了0.59倍?？偟膩碚f，分析顯示，多胚胎基因型可能具有更大的染色質(zhì)可及性區(qū)域，促進植物重編程通路相關(guān)基因來調(diào)控不定胚的形成。

2.FhRWP基因的基因編輯結(jié)果展示其在不定胚發(fā)生中的作用

FhRWP基因在胚囊中的表達是特異性和短暫的，可以從受精前7天開始追蹤，直到后10天，作者采用RNAi方法構(gòu)建了6個干擾系，發(fā)現(xiàn)FhRWP在6個干擾系中的表達量相比PO系顯著降低，但顯著高于Mo基因型，且FhRWP表達量降低后不定胚數(shù)量也都減少了，這些結(jié)果提示，受FhRWP控制的不定胚表型可能與基因表達的劑量效應(yīng)有關(guān)。

作者之前的研究顯示的雜合子插入MITE啟動子區(qū)域和一個FhRWP的CDS序列區(qū)域SNP（C-G），導致這個基因的分裂成兩個單倍型，M等位基因（MITE）和P等位基因（沒有MITE）。根據(jù)Mo和PO腋芽的轉(zhuǎn)錄組結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)PO中RWP轉(zhuǎn)錄本高表達P等位基因，而Mo中M等位基因表達較小，于是作者構(gòu)建了CRISPR/Cas9載體，以敲除FhRWP，結(jié)果表明，插入MITE可以通過促進含有MITE的P等位基因的表達，同時減少不插入MITE的M等位基因的表達，從而改變該基因的表達模式。雖然FhRWP在ko-47-1和ko-47-2中的FhRWP的表達下降到與Mo一致的水平，但P等位基因突變導致的過早終止導致了FhRWP功能的喪失，因此，ko-47-1和ko-47-2植株表現(xiàn)出新的表型，如生長遲緩和花芽分化失敗。

此外，對對照和轉(zhuǎn)基因株系的腋芽進行差異表達分析發(fā)現(xiàn)，這些基因在確定植物器官特性和植物器官形成等過程中存在明顯的富集，與開花相關(guān)的FT/TFL1基因家族的表達也存在差異；此外，有研究表明CEN促進了芽的休眠作用，通過酵母單雜交，發(fā)現(xiàn)FhRWP直接調(diào)控FhCEN的啟動子區(qū)域。

柑橘胚愈傷組織的誘導具有明顯的基因型依賴性，作者在Mo基因型山橘中過表達FhRWP的P等位基因CDS，檢測到GFP的植株胚胎愈傷組織增長迅速。qRT-PCR顯示FhRWP表達高度上調(diào)，細胞分裂素、ABA和水楊酸激素水平有顯著變化，而生長素和赤霉素水平則無顯著性差異，F(xiàn)hRWP的過表達有助于Mo基因型山橘莖段上胚胎愈傷組織的形成。轉(zhuǎn)錄組結(jié)果顯示，WUS和CLV1等再生途徑相關(guān)的低豐度基因表達上調(diào)，在OE-FhRWP愈傷組織中，WUS與CLV1表達量增加，與激素分析結(jié)果一致，與ABA和細胞分裂素合成途徑相關(guān)的基因，包括IPT、CKK、AHK、PYL的表達存在顯著差異。

3.FhRWP在柑橘多種組織繁殖中的多效性

多項實驗結(jié)果表明，F(xiàn)hRWP在協(xié)調(diào)細胞命運和啟動植物再生和繁殖過程中起著關(guān)鍵作用，因此，該研究對腋芽MO/PO胚珠的表達數(shù)據(jù)進行了整合的轉(zhuǎn)錄組分析。差異基因在花器官發(fā)生和繁殖相關(guān)的生物過程顯著富集，其中來自MADS和WOX等基因家族的轉(zhuǎn)錄因子，包括FhWUS和FhAGL6，均顯著富集，在過表達的愈傷組織中，共鑒定出354個差異表達的轉(zhuǎn)錄因子，GO注釋顯示與胚胎后發(fā)育和再生相關(guān)的過程顯著相關(guān)。值得注意的是，屬于GRF和TALE等基因家族的轉(zhuǎn)錄因子，包括FhAHT1和FhGRF1，表現(xiàn)出顯著的富集，這些基因已被廣泛報道參與光形態(tài)建成、葉片發(fā)育等信號通路。

同時，作者在Mo和PO胚珠中發(fā)現(xiàn)了56個差異表達的轉(zhuǎn)錄因子，它們與分生組織維持和胚胎后發(fā)育相關(guān)的過程顯著相關(guān)，其中，來自NAC、NAC等基因家族的轉(zhuǎn)錄因子，包括FhNAC等轉(zhuǎn)錄因子顯著富集。此外，還發(fā)現(xiàn)了另一個與柑橘核細胞胚發(fā)育密切相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子FhC2H2，這些基因參與了傷口的愈合、再生和繁殖，研究結(jié)果表明，F(xiàn)hRWP可能是一個關(guān)鍵的調(diào)控樞紐，通過調(diào)節(jié)下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和影響各種組織來影響植物的再生。

思路發(fā)散

該研究從ATAC-seq入手，先從特異性及差異開放區(qū)域相關(guān)基因中篩選出來部分目的基因，再結(jié)合轉(zhuǎn)錄組基因表達以及大量基因編輯逐步完善FhRWP調(diào)節(jié)柑橘繁殖中的多效性，與直接從轉(zhuǎn)錄組入手篩選基因相比，初篩的基因范圍可能會更小，更利于進一步鎖定關(guān)鍵基因，為后續(xù)其他研究提供了新的思路。

參考文獻：

Song X, Wang N, Zhou Y, Tian X, Xie Z, Chai L, Wu X, Xu Q, Zhang F, Ye J, Deng X. Adventitious embryonic causal gene FhRWP regulates multiple developmental phenotypes in citrus reproduction. Plant J. 2024 Aug;119(3):1494-1507. doi: 10.1111/tpj.16870. Epub 2024 Jun 16.

英文標題：Haplotype‐resolved genome of a papeda provides insights into the geographical origin and evolution of Citrus

發(fā)表期刊：Journal of Integrative Plant Biology

影響因子：9.3

合作單位：西南大學柑桔研究所等

百邁客生物為該研究提供了基因組測序及組裝等相關(guān)工作。

研究背景

柑橘是世界上種植最廣泛的水果之一，目前在140多個國家和地區(qū)種植。雖然過去的二十年里柑橘植物的種群結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性已被調(diào)查，但由于其豐富的資源類型和雜交頻繁，許多柑橘物種的起源和進化仍不清楚。野生柑橘物種和原始柑橘保存了豐富的遺傳資源和遺傳多樣性，可用于闡明柑橘物種的起源和進化。2015年，在西雙版納發(fā)現(xiàn)一棵200多年的野生柑橘樹大翼葉柑橘（DYC002），被認為是研究柑橘進化及苦味馴化的很好材料。

研究方法

DYC002單倍型基因組組裝：PacBio HiFi 180×；llumina 75×；HIC 134×

群體進化研究：378份具有代表性的材料進行全基因組重測序分析；平均測序深度32.6×

DYC002轉(zhuǎn)錄組測序：幼葉、莖、花、小果和根（3個生物學重復）

研究結(jié)果

作者利用53.7G PacBio HiFi、22.6G illumina reads和40.1G Hi-Creads，首先組裝出318.71 Mbp大小的contig版本基因組，contig N50為2.48 M，接著利用HIC數(shù)據(jù)將contig 掛載到染色體上，得到得到294 Mbp的基因組，BUSCO評估完整性大于98%，LTR組裝指數(shù)（LAI）得分高達21.1，測序數(shù)據(jù)回比率為97.43%，進一步支持了組裝的完整性。最后對DYC002基因組注釋，共注釋到34,652個蛋白編碼基因和215,693個重復序列。重復序列多為LTR，尤其是Gypsy LTR和Copia LTR，占組裝基因組的23.62%。比較基因組發(fā)現(xiàn)DYC002有191個基因家族正在快速進化。GO富集分析表明，這些快速進化的基因主要富集于萜烯合酶活性、倍半萜合酶活性、（4S）-檸檬烯合酶活性、(E)-檸檬烯合酶活性、葡萄糖苷酶活性和-葡萄糖苷酶活性等功能，表明DYC002在進化過程中香氣和風味發(fā)生了顯著變化。

圖1-比較基因組分析

利用CCS數(shù)據(jù)和HIC數(shù)據(jù)，作者組裝出DYC002的兩套單倍型基因組，長度分別為294和300 Mbp，注釋的基因數(shù)量分別為28000和27785個；BUSCO完整度分別為97.39%和97.33%。通過比較分析，兩單倍型基因組間存在175萬個SNPs，303,686個Indels，轉(zhuǎn)錄組分析表明，兩個單倍型中等位基因的表達高度一致。葉片中等位基因特異性表達基因（ASEGs）數(shù)量最高，而花中數(shù)量最低。在單倍型1和單倍型2的組裝中分別發(fā)現(xiàn)了535個和499個單倍型特異性基因。

圖2-單倍型基因組比較分析

為了說明柑橘物種的進化歷史，作者從378份具有代表性的柑橘材料中獲得了基因組重測序數(shù)據(jù)，利用核基因組SNPs進行的系統(tǒng)發(fā)育分析，除了莽山野柑，柑橘屬可分為兩個進化支，一支以寬皮柑橘、宜昌橙、香橙、甜橙等為代表，另一支包括大翼橙、澳指檬、澳沙檬、枸櫞、紅河大翼橙、柚、酸橙等。推測柑橘屬植物從起源中心朝東南亞和中國東部兩個方向進行演化和傳播。選擇性清除分析表明，苦味在柑橘馴化過程中具有較高的選擇，共鑒定出672個選擇性掃描區(qū)，一些參與類檸檬苦素和類黃酮生物合成的4-香豆酸-CoA連接酶、糖苷轉(zhuǎn)移酶受到選擇。

圖3-群體進化分析

研究總結(jié)

高質(zhì)量基因組的發(fā)表對了解柑橘發(fā)揮重要作用。然而，由于其復雜的遺傳背景，許多柑橘物種的起源和進化仍不清楚。作者從頭組裝了DYC002的294mbp染色體水平的基因組，對兩個單倍型基因組比較，發(fā)現(xiàn)了1.2%的基因組內(nèi)變異，包括175 萬個SNPs，149,471個插入和154,215個缺失。以該基因組為參考，對378份具有代表性的柑橘材料進行了重測序和系統(tǒng)發(fā)育分析，作者研究柑橘屬可分為兩個進化支，證實了柑橘核心種的主要起源中心是華南地區(qū)，特別是喜馬拉雅-橫斷山脈。該研究為了解柑橘品種的起源和進化提供了新的視角，并可能為柑橘育種和改良提供有價值的基因組資源。

文章題目：T2T?genome,?pan-genome?analysis?and?heat?stress response?genes?in?Rhododendron?species

發(fā)表期刊：iMeta

影響因子：23.8

合作單位：貴州大學，華北理工大學

百邁客生物為此項研究提供基因組測序及部分分析服務(wù)。

研究亮點：

① 該研究首次報道了具有13條染色體的高質(zhì)量端粒到端粒（T2T）的百合杜鵑基因組；

② 基于15個杜鵑屬植物基因組，對杜鵑屬植物進行了泛基因組分析；

③ 結(jié)合基因組測序和全轉(zhuǎn)錄組測序，鑒定了幾個與熱脅迫相關(guān)的關(guān)鍵基因和miRNA，為杜鵑屬植物的比較基因組學和功能基因組學研究提供了豐富的資源。

研究背景

杜鵑花屬于杜鵑花科，是木本植物中最大的屬之一。全世界大約有1000種杜鵑花，中國是重要的分布中心。它們在喜馬拉雅-橫斷山脈經(jīng)歷了進化輻射，橫斷山脈是世界生物多樣性的熱點。杜鵑花屬植物因其觀賞價值而在園藝中占有重要地位。全球氣候變化導致溫度升高，而熱脅迫會影響植物的生長發(fā)育。然而，杜鵑花植物通常適應(yīng)較冷的氣候。利用多組學分析和分子生物學技術(shù)研究杜鵑花對高溫脅迫的響應(yīng)機制，對選育耐熱品種、擴大杜鵑花栽培范圍具有重要意義。

材料及方法

T2T基因組組裝：Rhododendron liliiflorum

泛基因組分析：4個本次組裝的基因組+11個已報到的杜鵑屬基因組

全轉(zhuǎn)錄組：CK熱處理、熱處理3天（H3）和6天（H6）條件下進行了全轉(zhuǎn)錄組測序

兩對具有代表性的miRNAs和相關(guān)靶基因進行功能驗證。

研究結(jié)果

1.杜鵑屬植物基因組測序、組裝與評價

該研究通過PacBio HiFi、Oxford Nanopore Technology（ONT）、Illumina和Hi-C技術(shù)（圖1A，表S1-6）對四種杜鵑花植物（Rhododendron liliiflorum、Rhododendron decorum、Rhododendron platypodum和Rhododendron concinnum）進行從頭基因組測序。通過K-mer估算的R. liliiflorum、R. decorum、R. platypodum和R. concinnum的基因組大小分別為759.08 Mb、581.05 Mb、593.47 Mb和1356.22 Mb，并通過流式細胞術(shù)進一步驗證（表S1，圖1B）。

作者發(fā)現(xiàn)，R. concinnum的基因組幾乎是其他三個物種的兩倍大。因此，作者們利用流式細胞術(shù)進一步分析了染色體核型，首次發(fā)現(xiàn)R. concinnum為四倍體，核型為2n=4x=52，與其他三個二倍體物種（2n=2x=26）有明顯差異（圖1C，表S1）。

4個物種的基因組大小分別為793.25 Mb、649.87 Mb、652.27 Mb和1321.11 Mb（表S1）。經(jīng)Hi-C檢測，4個種的染色體錨定率均在97.90%以上（圖1D，表S5）。作者獲得了4個高質(zhì)量的組裝基因組，支架N50大于48.68 Mb。核心真核基因作圖法（CEGMA）值從95.63%到99.56%，基準通用單拷貝同源序列（BUSCO）值從96.65%到97.34%，讀取作圖率超過99.40%（表S7）。

最重要的是，作者獲得了一個高質(zhì)量的R. liliiflorumT2T基因組，該基因組由13條染色體組成，檢測到24個端粒和13個著絲粒（圖S1A，表S8-11）。其中11條染色體在端粒與端粒之間沒有間隙，另外2條染色體只有一個間隙。百合杜鵑花基因組的重疊群N50大于58.56MB，大于以往大多數(shù)杜鵑基因組的重疊群N50。采用BUSCO軟件對基因組完整性進行評估（96.65%），基因組一致性質(zhì)量值（QV）為43.71（表S1）。基因組LTR組裝指數(shù)（LAI）值為21.15（圖S1B），表明已達到最高質(zhì)量水平（LAI≥20）。

重復序列占4個基因組的49.10%以上，以長末端重復序列（LTRs）最多（圖1E，表S11）。在這四個基因組中，共預測到41406、41084、40556和83203個基因（表S12）。檢測到超過97.15%的BUSCO基因，說明預測的完整性較高（表S13）。NR、eggNOG、GO、KEGG、TrEMBL、KOG、Swissprot和Pfam數(shù)據(jù)庫對92.16%以上的基因進行了注釋（表S14）。共檢測到2355、4862、2852和9511個非編碼RNA（表S15）。

2.15個杜鵑屬植物泛基因組分析

杜鵑屬植物以其多樣的花朵展示而聞名，近年來，隨著第一個R. delavayi基因組的公布，一些基因組被解碼，引起了科學界的高度關(guān)注。報道了幾種杜鵑屬植物的基因組，如R. griersonianum、R. Henanense、R. Irroratum、R. kiyosumense、R. Ripense、R. Vialii、R. nivale和R. williamsianum。這些基因組為泛基因組研究奠定了基礎(chǔ)?；谶@四個高質(zhì)量基因組以及11個先前發(fā)表的基因組，對杜鵑屬植物進行了泛基因組分析（圖1F，表S16）。選擇T2T水平的R. liliiflorum基因組作為參考。該泛基因組通過添加394.57?Mb和14424個基因，擴展了T2T水平的R. liliiflorum基因組。15個物種的基因家族數(shù)量為45731個，包括5734個核心基因家族、37027個可有可無的基因家族和2970個私有基因家族（圖1G、圖S2A、表S17）。利用打亂圖分析了15個物種間基因家族共享與唯一性的關(guān)系。最后，作者基于聚類分析構(gòu)建了基因家族存在與否的分布圖（圖1H）。在2970個私有基因家族中，R.irroratum（1705）的物種特異性基因最多（表S17，圖S2B）。功能富集分析表明，“倍半萜和三萜生物合成”和“亞油酸代謝”途徑顯著富集（圖S3）。共鑒定出121185個核心基因，R. ovatum基因組的數(shù)量最多（9847）（圖S2B）。功能富集分析表明，與花的顏色和香味相關(guān)的基因途徑顯著富集，如檸檬烯和蒎烯降解（圖S4）。

3.15個杜鵑屬植物基因組的變異分析

基于以T2T基因組為參考的泛基因組分析，作者對杜鵑花的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）、插入和缺失（InDels）以及結(jié)構(gòu)變異（SVs）等變異進行了全面鑒定（圖1I-L，圖S5）。四倍體R. concinnum具有最多的SNP（1876446）和InDels（447281）（圖1I，表S18-19）。功能富集分析表明，含有SNPs和InDels的基因在“碳代謝”和“氨基酸生物合成”途徑中顯著富集。R. concinnum的SV數(shù)量最多，達到7694（表S20）。同時，作者進一步將SVs細分為重復（DUP）、易位（TRANS）和反轉(zhuǎn)（INV），發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)杜鵑屬植物中，前者的數(shù)量超過后者（圖S6-7）。SVs基因與SNPs或InDels基因相比表現(xiàn)出明顯的模式，主要集中在RNA聚合酶和mRNA監(jiān)控途徑上。

4.15個杜鵑花基因組的LTR分析

該研究在15個杜鵑屬物種的全基因組中鑒定了70759個LTR，其中R. griersonianum基因組的LTR數(shù)量最多（7323）（表S21）。作者發(fā)現(xiàn)，在過去的一百萬年中，大多數(shù)杜鵑花物種只經(jīng)歷了一次插入事件的爆發(fā)，而R. delavayi、R. molle和R. williamsianum經(jīng)歷了兩次插入事件的爆發(fā)。兩個事件分別發(fā)生在1.53mya和2.94mya。作者對15個物種的LTR進行聚類，得到每個聚類中的共享LTR。結(jié)果表明，共有2622個LTR聚類，其中R. platypodum最多（531個）。R. liliiflorum中特異性LTRs數(shù)量最多（109個），而R. williamsianum中未發(fā)現(xiàn)物種特異性LTRs。聚類圖顯示，R.williamsianum與其他物種共享LTR的比例最高（圖1M）。此外，LTR在染色體中部的分布密度大于兩端（圖1N）。

5.15個杜鵑屬植物基因組的共線性分析

通過共線性分析，研究發(fā)現(xiàn)15個杜鵑基因組普遍表現(xiàn)出良好的共線性（圖1O）。共線性區(qū)組數(shù)從336個（R. henanense?vs?R. delavayi）到692個（R. irroratum?vs?R. prattii）。此外，還發(fā)現(xiàn)了一些基因組轉(zhuǎn)座現(xiàn)象，如R. ovatum7號染色體的末端區(qū)域與R. simsii和R. henanense。

圖 1. 4種杜鵑屬及11種已發(fā)表杜鵑屬植物的基因組分析 （A）四種杜鵑花的開花照片；（B）通過k-mer進行基因組調(diào)查。（C）流式細胞術(shù)檢測染色體核型；（D）基因組組裝的Hi-C接觸圖；（E）轉(zhuǎn)座子、SSR、基因密度和GC含量在染色體上的分布；（F）核心（紅色）和非核心（藍色）基因家族數(shù)量趨勢圖；（G）核心集群、可有可無集群和私有集群的家族數(shù)量；（H）核心、可有可無和私有集群的存在和缺失分析；（I）百合杜鵑花基因組中基因密度、SNP和InDel變異的分布情況；（J-L）以T2T基因組為參照，研究了端粒紅豆杉、鴨嘴獸和短柄紅豆杉基因組的同源性和重排；（M）兩個物種之間共享LTR的比例（Rconc:?R. concinnum; Rdeco:?R. decorum; Rdela:?R. delavayi; Rgrie:?R. griersonianum; Rhena:?R. henanense; Rirro:?R. irroratum; Rlili:?R. liliiflorum; Rmoll:?R. molle; Rovat:?R. ovatum; Rplat:?R. platypodum; Rprat:?R. prattii; Rripe:?R. ripense; Rsims:?R. simsii; Rvial:?R. vialii; Rwill:?R. williamsianum）；（N）LTR在染色體上的分布。x軸代表染色體位置的百分比，y軸代表LTR的插入時間；（O）15種杜鵑屬植物的基因組共線性。右邊的數(shù)字表示共線塊編號。

6.熱反應(yīng)基因的全轉(zhuǎn)錄組測序與檢測

為了探索杜鵑花的耐熱基因和調(diào)控機制，該研究在CK熱處理、3天熱處理（H3）和6天熱處理（H6）條件下進行了全轉(zhuǎn)錄組測序（圖2A，表S22）。共鑒定出50648個mRNAs、17476個lncRNAs、448個miRNAs和6299個circRNAs（圖2B）。此外，在CK、H3和H6處理中，632個mRNAs、21個lncRNAs和6個miRNAs的表達和共享存在差異（圖2C）。

7.候選基因的功能驗證

該研究選擇了兩對具有代表性的miRNAs和相關(guān)靶基因進行功能驗證。熱處理后3h和6h，靶基因表達顯著上調(diào)，小RNA表達顯著下調(diào)。作者進一步研究了miR177對RdbHLH153（Rhdel02G0118700）表達和miR49對RdMYB1R1（Rhdel08G0208700）表達的影響。將螢火蟲熒光素酶分別融合到RdbHLH153和RdMYB1R1的C端，并將miR49和miR177分別插入SK載體（圖2D）。結(jié)果顯示，RdbHLH153中的miR177和RdMYB1R1中的miR49的靶位點略有改變（圖2E）。用RdbHLH153/RdMYB1R1與空SK載體（混合并滲透）或RdbHLH153與miR177（RdMYB1R1和miR49）的混合物對煙草單葉滲透區(qū)進行滲透。均顯示熒光素酶信號的誘導，而R. delavayi中過表達的miR177和miR49可消除RdbHLH153/RdMYB1R1產(chǎn)生的信號（圖2E-G）。

為了進一步研究RdbHLH153和RdMYB1R1在熱脅迫中的作用，采用花浸法獲得了過表達RdbHLH153和RdMYB1R1的轉(zhuǎn)基因擬南芥株系（表S23）。36 h熱處理后，轉(zhuǎn)基因植株的生長明顯優(yōu)于WT（圖2H）。經(jīng)過熱處理后，幼苗恢復正常狀態(tài)5天，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株轉(zhuǎn)活，WT葉片全部變黃。說明RdbHLH153和RdMYB1R1在提高耐熱性中起重要作用。DAB和NBT染色顯示，與野生型植株相比，RdbHLH153/RdMYB1R1 OE株系中H2O2和O?2的含量顯著降低（圖2I）。

圖2. miRNA和靶基因的全轉(zhuǎn)錄組分析及功能驗證 （A）R. delavayi的對照（CK）和熱處理（H3和H6）；（B）mRNA、lncRNA、miRNA和circRNA的鑒定和差異表達分析；（C）三種比較中特異性和常見的差異表達RNA；（D）效應(yīng)器和報告器結(jié)構(gòu)圖；（E）miR49和miR177靶點突變示意圖；（F）熒光素酶測定統(tǒng)計。誤差條表示三個重復的SEs（*，p?< 0.05）。（G）熒光素酶成像分析；（H）RdbHLH153和RdMYB1R1的過表達增強了耐熱性。NS表示無熱應(yīng)激，HS-A表示36 h熱應(yīng)激，HS-R表示36 h熱處理后在常溫下恢復5天；（I）二氨基聯(lián)苯胺（DAB）和硝基藍四氮唑（NBT）染色法檢測轉(zhuǎn)基因株系和WT在無熱脅迫（NS）和熱脅迫（HS）下的H2O2和O?2。

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2025年3月，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院器官移植研究所蘭培祥教授、陳知水教授和肝臟外科程琪教授研究團隊在Journal of Hepatology發(fā)表題為”Sour Neuronal Signalling Attenuates Macrophage Mediated Liver Injury”的研究論文。研究使用單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)等多種技術(shù)，深入闡述人鼠中減輕肝缺血再灌注損傷的腦-肝軸調(diào)控通路，發(fā)現(xiàn)酸味刺激竟然可以通過神經(jīng)信號緩解肝臟損傷！這一發(fā)現(xiàn)不僅為肝臟疾病的治療提供了新思路，還從現(xiàn)代科學的角度驗證了中醫(yī)“酸入肝”的理論。

文章標題：Sour Neuronal Signalling Attenuates Macrophage Mediated Liver Injury

期刊名稱：Journal of Hepatology

影響因子：26.7

合作單位：華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院

百邁客生物為該研究提供了10X單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)服務(wù)。

研究背景

在中醫(yī)理論中，酸味與肝臟有著密切的關(guān)系。中醫(yī)經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》中提到“酸入肝”，認為酸味食物能夠滋養(yǎng)肝臟，調(diào)和氣血，促進肝臟的生理功能。像檸檬、山楂、醋等酸味食物，常被用來調(diào)理肝氣郁結(jié)、疏肝解郁。這次的研究，不僅讓中醫(yī)的古老智慧得到了科學驗證，還為酸味在肝臟疾病治療中的應(yīng)用提供了新的依據(jù)。

肝損傷是多種肝病常見的病理生理基礎(chǔ)，與炎癥有關(guān)。肝缺血再灌注損傷是一種局部無菌炎癥響應(yīng)，主要由先天免疫細胞驅(qū)動，是肝切除術(shù)中早期器官功能障礙和衰竭的重要原因。傳統(tǒng)認為肝缺血再灌注引起的炎癥是由肝和死亡細胞釋放的DAMP（損傷相關(guān)分子蛋白）被肝駐留庫普夫細胞、單核細胞、單核-巨噬細胞等識別，釋放趨化因子和促炎癥因子，招募循環(huán)白細胞促使炎癥發(fā)生。此外，近年來，神經(jīng)免疫調(diào)控成為研究熱點，科學家們發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)系統(tǒng)可以通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)肽等分子來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。然而，如何通過神經(jīng)信號來治療肝臟炎癥，仍然是一個未解之謎。

材料及方法

研究方法：單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序（n=3，肝及腹腔神經(jīng)節(jié)），組織學染色，熒光染色，病毒示蹤，免疫印記，免疫沉淀串聯(lián)質(zhì)譜，bulk RNA-seq，qRT-PCR，流式細胞術(shù)等。

研究材料：C57BL/6J小鼠缺血再灌注損傷模型，Fam19a2-/-Ccr2-/-小鼠，小鼠海馬神經(jīng)元細胞系HT122。

研究結(jié)果

1.酸刺激減輕肝缺血再灌注損傷

研究者首先構(gòu)建酸刺激下肝臟缺血再灌注損傷（IRI）小鼠模型，發(fā)現(xiàn)酸刺激可以減少肝組織損傷以及血清標志物水平。但是，使用丁卡因局麻小鼠舌頭或者灌胃檸檬酸不能減少肝損傷和血清標志物水平；NMDAR阻斷劑1（阻斷NMDAR介導的興奮性突觸傳遞）立體定位注射到腹后內(nèi)側(cè)核（VPN）后，酸刺激后IRI肝的血清標志物水平和肝損傷程度無明顯變化，表明神經(jīng)系統(tǒng)在酸刺激減輕IRI過程中起重要作用。此外，小鼠VPN注射示蹤病毒的實驗結(jié)果顯示，肝臟以及CG（腹腔神經(jīng)節(jié)）均檢測到熒光，行腹腔神經(jīng)節(jié)切除術(shù)能降低IRI肝的組織損傷和血清標志物水平，表明酸刺激減輕肝損傷過程通過腦-CG-肝軸。

圖1-酸通過神經(jīng)減輕小鼠肝臟缺血再灌注損傷

圖2-腦和肝中分布的H129感染神經(jīng)

2.酸刺激通過減少TAFA2產(chǎn)生降低肝IRI

對肝IRI小鼠、酸刺激后肝IRI小鼠及sham（假手術(shù)）小鼠的肝臟和CG進行單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序，結(jié)果顯示IRI引起肝細胞和神經(jīng)元基因表達譜發(fā)生變化，IRI肝中免疫細胞數(shù)量增加，但酸刺激后IRI樣本中免疫細胞數(shù)量減少。神經(jīng)元較為特異性地表達TAFA2，IRI可引起肝神經(jīng)元TAFA2表達水平增加，但酸刺激使得TAFA2表達水平降到與sham對照組相近水平。實驗發(fā)現(xiàn)鉀離子可引起小鼠海馬神經(jīng)元細胞系HT22顯著高表達TAFA2，使用鉀離子通道抑制劑可減輕肝損傷，支持酸刺激通過神經(jīng)系統(tǒng)減輕肝損傷的假設(shè)。進一步的，使用慢病毒敲低神經(jīng)元TAFA2表達水平或使用TAFA2敲基因鼠，發(fā)現(xiàn)IRI引起的肝組織損傷、巨噬細胞浸潤以及血清標志物水平降低，表明TAFA2在肝IRI中有著重要作用。

圖3-酸刺激減少小鼠IRI肝中神經(jīng)細胞Fam19a2表達水平

圖4-Fam19a2敲除或敲低，使得小鼠肝臟缺血再灌注損傷降低

?3.IRI肝中TAFA2與巨噬細胞相互作用

體外實驗發(fā)現(xiàn)TAFA2不引起肝細胞凋亡；snRNA-seq數(shù)據(jù)顯示IRI肝中巨噬細胞比例增加且炎癥相關(guān)基因表達水平增加，但在酸刺激組中降低；流式細胞術(shù)實驗結(jié)果表明，TAFA2與巨噬細胞結(jié)合而不與T/B細胞結(jié)合，不論是否酸刺激T/B細胞比例無顯著變化，IRI肝中CD11b+F4/80low?巨噬細胞增加而酸刺激可降低該巨噬細胞數(shù)量；TAFA2敲除或敲低抑制IRI肝中巨噬細胞的浸潤，這些結(jié)果表明TAFA2促進巨噬細胞活化。體外實驗結(jié)果表明，TAFA2可以激活BMDM（骨髓來源巨噬細胞），引起Il1α，Il1β，Il6和Tnfα的表達，這些結(jié)果表明TAFA2激活的巨噬細胞介導了肝IRI。

圖5-TAFA2使得IRI中巨噬細胞比例增加，刺激炎性細胞因子的產(chǎn)生

4.TAFA2通過CCR2與巨噬細胞互作

體外實驗表明巨噬細胞上的CCR2是TAFA2受體，CCR2敲除小鼠IRI肝的組織損傷以及巨噬細胞浸潤降低，血清標志物水平降低。TAFA2或CCL2刺激后BMDM的bulk RNA-seq數(shù)據(jù)表現(xiàn)出幾乎一致的轉(zhuǎn)錄組表達譜，粘附、代謝、Ras信號通路相關(guān)差異基因表達上調(diào)，代謝和核糖體通路相關(guān)基因表達下調(diào)，TAFA2誘導BMDM更高的表達Il1α，Il1β，Il6，Tnfα以及干擾素相關(guān)基因，促進巨噬細胞介導的炎癥響應(yīng)。進一步實驗表明TAFA2促使巨噬細胞介導的炎癥響應(yīng)主要依賴CCR2，但巨噬細胞上也可能存在其他的TAFA2受體。

圖6-TAFA2與巨噬細胞表面CCR2互作

5.酸刺激減輕人類肝切除術(shù)中肝IRI

為了確認酸刺激在人類肝IRI中的作用，研究者進行了開放、隨機、空白對照臨床試驗（ChiCTR2400088096），包含多種良性/惡性肝腫瘤、肝外傷、膿腫、囊腫和包蟲病，由于手術(shù)期間門靜脈短暫阻斷以減少肝切除過程中出血，導致肝出現(xiàn)缺血再灌注損傷。干預組33名患者，術(shù)前24h開始，每8h給與新鮮的25mM檸檬酸（持續(xù)5min），對照組33名患者不接受酸刺激，剔除6名術(shù)中肝缺血超過30min患者以及4名依從性差患者，肝切除術(shù)后第1/3/5天對患者肝功能進行評估，結(jié)果顯示酸刺激組血清ALT和AST水平顯著低于對照組，高ALT水平（>500 U/L）患者數(shù)量也顯著更低，這些結(jié)果表明酸刺激可減輕人類肝切除術(shù)引起的肝IRI。

圖7-酸刺激減輕人類肝切除術(shù)中肝IRI

研究總結(jié)

該研究首次揭示了腦-肝軸在肝臟IRI中的調(diào)控作用，闡明了酸味刺激通過神經(jīng)信號通路緩解肝臟損傷的機制。研究不僅為肝臟IRI的治療提供了新的思路，還為神經(jīng)免疫調(diào)控在其他器官炎癥中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。研究團隊表示，未來將進一步探索神經(jīng)刺激療法在肝臟疾病中的應(yīng)用，特別是通過調(diào)控腦-肝軸來緩解肝臟炎癥和損傷。此外，研究團隊還將深入研究TAFA2蛋白的作用機制，開發(fā)針對TAFA2-CCR2信號通路的靶向藥物，為肝臟疾病的治療提供更多選擇。

研究背景

葡萄（Vitis）在全球范圍種植廣泛，即可鮮食又可加工成葡萄酒等，具有很高的經(jīng)濟價值，是農(nóng)民致富、鄉(xiāng)村振興、人民美好生活中不可或缺的重要園藝作物。葡萄屬于葡萄科葡萄屬植物，該屬包括兩個亞屬，麝香葡萄亞屬(Muscadinia Planch)和真葡萄亞屬(Euvitis Planch），共計70余個種；根據(jù)地理分布可將其分為三大類群，歐亞種群、北美種群和東亞種群。

葡萄作為最古老的馴化作物之一（約公元前11,000年），漫長的持續(xù)馴化和多年的育種改良導致現(xiàn)代葡萄品種的遺傳多樣性縮小和抗性丟失，使其易受病蟲、逆境等各種不利條件的影響。近年北美葡萄泛基因組（Genome biology, 2023），歐洲葡萄泛基因組（Nature Genetics, 2024）的相繼報道，野生葡萄以其豐富的遺傳多樣性和超強的抗性基因再次受到關(guān)注，但以大群體染色體級基因組組裝為基礎(chǔ)，涵蓋主要品種，特別是包含東亞野生種葡萄的屬級泛基因組一直未見報道。因此構(gòu)建涵蓋整個葡萄屬的泛基因組將成為了解葡萄遺傳多樣性、開展功能基因組學研究、識別隱性遺傳特性以及葡萄精準改良的關(guān)鍵資源。

材料方法及研究結(jié)果

該研究首先組裝了釀酒葡萄（Vitis vinifera）霞多麗的完整單倍型基因組，并首次基于ChIP-seq數(shù)據(jù)鑒定了葡萄著絲粒序列，解析著絲粒的衛(wèi)星重復序列結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)單倍型著絲粒之間的顯著差異，表明其快速進化。其次，該研究通過對591個葡萄材料的群體基因組分析，選取了72個代表性葡萄材料（包括25個野生種和47個栽培種）進行染色體水平的單倍型基因組組裝（圖1），基因組驗證表明這些單倍體基因組序列具有較高的質(zhì)量和完成度。

圖1-葡萄樣品全球地理分布及其果實和葉片形態(tài)

鑒于葡萄基因組因頻繁雜交而具有的高度雜合性，單倍型基因組不僅能精確解析雜合區(qū)域序列，而且對分析葡萄的育種歷史也至關(guān)重要。該研究構(gòu)建了單倍型系統(tǒng)發(fā)育進化樹，揭示了葡萄屬植物復雜的育種歷史和豐富的遺傳多樣性。結(jié)果顯示，北美和歐洲品種存在較多內(nèi)部雜交，而東亞品種的內(nèi)部雜交較少，跨大洲雜交事件有限（圖2）。特別是東亞葡萄極少被開發(fā)的遺傳多樣性，表明了其潛在的巨大育種價值。此次發(fā)布的東亞野生葡萄基因組為葡萄遺傳育種研究提供了強有力的資源支持。

圖2-144個單倍型基因組系統(tǒng)發(fā)育樹

該研究還分析了72份葡萄材料的泛基因組家族，發(fā)現(xiàn)了超過6.4萬個基因家族，包括不同數(shù)量的核心、可變和私有的基因家族。擬合曲線表明，該研究的泛基因家族數(shù)量趨向飽和，表明葡萄泛基因組接近閉合。研究還系統(tǒng)分析了葡萄屬免疫受體蛋白基因家族NLR，結(jié)合三大種群的葡萄和圓葉葡萄抗霜霉病數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，TIR-NBARC-LRR家族的NLR基因在抗?。ㄒ吧咸眩┖透胁∑咸眩ㄔ耘嗥咸眩┲写嬖陲@著數(shù)量差異，因此有可能是葡萄抗霜霉病表型差異的重要因素之一。該超級泛基因組分析為研究葡萄屬的遺傳多樣性、進化歷史及功能基因挖掘提供了全面的基因組基礎(chǔ)（圖3）。

圖3-葡萄屬72份代表性材料超級泛基因組基因家族圖譜

其次，該研究進一步繪制了目前比較完整的葡萄基因組遺傳結(jié)構(gòu)變異（SV) 圖譜，助力挖掘與抗性及資源利用效率等重要性狀相關(guān)的功能基因（圖4）。該研究通過全基因組序列比對和變異檢測，在67個Euvitis葡萄樣本中鑒定出132,518個非冗余結(jié)構(gòu)變異。功能富集分析表明，這些SV與葡萄葉片形態(tài)、病原識別及生物刺激感知相關(guān)。通過與已知分子標記的比較，該研究鑒定到霜霉病抗性分子標記Rpv3相關(guān)SV事件，并發(fā)現(xiàn)三大種群中該SV位點的不同單倍型與葡萄霜霉病抗性有顯著關(guān)聯(lián)性，證明該SV是一個關(guān)鍵抗病分子標記，突出了超級泛基因組圖譜的價值。

圖4-葡萄屬72份代表性材料結(jié)構(gòu)變異圖譜

最后，該研究使用葡萄結(jié)構(gòu)變異圖譜和基于霞多麗完整基因組序列，構(gòu)建了涵蓋歐、亞、美三大種群的圖形泛基因組?；谠搱D形泛基因組，該研究對113個葡萄樣本的霜霉病抗性表型、氣孔表型以及霜霉病侵染轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進行了基因組變異的eQTL分析（圖5），鑒定出63個SV-eQTL和1,808個SNP-eQTL與葡萄抗霜霉病顯著相關(guān)。在63個與霜霉病抗性密切相關(guān)的SV的輔助下，該研究定位到一個氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白基因VvLHT8。進一步的分子功能實驗發(fā)現(xiàn)VvLHT8可能通過負調(diào)控葡萄水楊酸合成和氣孔免疫反應(yīng)進而抑制葡萄抗病性，證實了高質(zhì)量泛基因組輔助的多組學關(guān)聯(lián)分析在作物重要農(nóng)藝性狀分子標記開發(fā)及功能基因挖掘中的高效性。該研究構(gòu)建的葡萄屬超級泛基因組不僅加深了對葡萄生物進化和育種改良的理解，也為精準改良葡萄抗病性和多樣性提供了重要的科學基礎(chǔ)。

圖5-超級泛基因組圖譜輔助SV-eQTL鑒定及VvLHT8基因功能驗證

研究總結(jié)

該研究提供了比較全面的葡萄屬基因組資源，有助于全面解析葡萄基因組的復雜性和多樣性，從而高效發(fā)掘并利用葡萄特別是野生葡萄種中的優(yōu)異基因。該研究結(jié)合葡萄屬超級泛基因組、群體轉(zhuǎn)錄組學和表型組學，對葡萄屬遺傳多樣性和重要農(nóng)藝性狀形成機制的深入探索，為未來培育超級葡萄提供了理論基礎(chǔ)和新的思路（圖6），標志著葡萄基因組研究邁進新的階段，也必將加速推動我國葡萄種質(zhì)創(chuàng)新和葡萄產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

圖6-葡萄屬超級泛基因組構(gòu)建和應(yīng)用

以下小編列舉三篇成功案例，解析群體在QTL定位中的應(yīng)用。

當我們針對一群體，關(guān)注性狀較多時，可參照案例一，整篇文章通過群體圖譜構(gòu)建，QTL定位后幾乎沒有驗證工作，可以幫我們拿到一個群體QTL的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

案例一

發(fā)表期刊：Plant Physiology and Biochemistry

影響因子：6.1

合作單位：江蘇省徐淮區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甘薯生物學與遺傳改良重點實驗室

實驗方法：Xin24×Yushu10雜交中選擇212個F1材料: 特異性位點擴增片段測序（SLAF-seq）；遺傳圖譜構(gòu)建；數(shù)量性狀位點（QTL）定位；GWAS關(guān)聯(lián)（F1群體）

表型檢測：多年多表型收集

百邁客生物為該研究提供了群體測序及部分數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

甘薯作為一個全球重要的作物，其含有豐富的營養(yǎng)成分以及對不同環(huán)境的適應(yīng)能力。然而，由于其自交不親和，高雜合度等特性，使其遺傳特征的研究相對較少。作者從Xin24×Yushu10雜交中選擇212個F1材料，SLAF-seq測序，獲得親本26.73×，子代52.25×的測序數(shù)據(jù)，依據(jù)SNP及百邁客生物自主研發(fā)的HighMap構(gòu)圖軟件，生成一個長度為2441.56 cM、平均圖距為0.51 cM的遺傳圖譜。

基于連鎖圖譜，鑒定出26個QTL，解釋了6.3-10%的表型變異，包括6個最長藤蔓長度 QTL、6個單株產(chǎn)量 QTL、10個干物質(zhì)含量QTL、1個淀粉含量 QTL、一個可溶性糖含量QTL和2個類胡蘿卜素含量QTL。該研究結(jié)果對甘薯的標記輔助育種和基因克隆具有重要意義。

圖1-表型檢測

圖2-遺傳圖譜構(gòu)建

圖3-QTL定位

前文是對多個性狀的連鎖分析，當我們關(guān)注單個性狀時，BSA無疑是高性價比的初定位選擇，當然，這就意味著我們得做到基因的精細定位與克隆，除去傳統(tǒng)圖位克隆的方式，轉(zhuǎn)錄組，蛋白組，自然群體GWAS，基因組都可助力基因克隆，如果想發(fā)高水平的文章，基因的功能探索也是必不可少的。

成功案例二

發(fā)表期刊：Plant Biotechnology Journal

影響因子：10.1

發(fā)表單位：河南農(nóng)業(yè)大學

實驗方法：莢果大小/重量差異顯著2份Virginia-type花生材料( ND _ L和ND _ S)雜交，產(chǎn)生遺傳群體；F2:3群體BSA-seq（20+20混池）；F6:7 和F6:8群體精細定位；基因克??；系統(tǒng)進化分析；亞細胞定位；免疫熒光；酵母雙雜交；pull-down；CO-IP；番茄擬南芥轉(zhuǎn)化實驗等。

百邁客生物為該研究提供了群體測序及部分數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

花生莢果大小是決定花生產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀，為了鑒定控制花生莢果大小的基因，該研究對188份核心種質(zhì)進行鑒定，并選取莢果大小/重量差異顯著的2份花生材料構(gòu)建F2群體，BSA-Seq獲得了288.58 Gb的原始數(shù)據(jù)。利用285914個高質(zhì)量SNPs 和70 759個 InDel，將控制莢果大小的基因定位在07染色體1.17 Mb的區(qū)間內(nèi)。作者從F6：7和F6：8群體中開發(fā)了15個多態(tài)性標記并對個體進行基因分型，精細定位QTL到KASP 9 和In Del15之間20.4 kb的區(qū)間內(nèi)。該區(qū)間僅包含1個預測的非同義突變基因和InDels，將該基因命名為PSW1。

PSW1編碼一個LRR – RLK蛋白激酶，等位基因PSW1HapII賦予了PSW1更高的表達水平和對其輔助受體AhBAK1更強的親和力，以上調(diào)PSW1 – based途徑，調(diào)節(jié)花生莢果大小。此外，PSW1HapII的過表達增加了多種植物的種子/果實大小。

圖4-表型檢測

圖5-BSA分析

當然，如果想讓我們的文章影響因子再上一臺階，兼顧群體的“廣度”和“深度”，是更好的選擇。

成功案例三

發(fā)表期刊：Nature?Genetics

影響因子：30.8

發(fā)表單位：浙江省農(nóng)業(yè)科學院等

實驗方法：菜用豇豆G98，糧用豇豆G323 基因組Denovo；重測序GWAS：344份全世界收集的豇豆核心種質(zhì)，其中包括342份栽培豇豆（87份糧用豇豆、244份菜用豇豆和11份未知用途豇豆）和2份野生豇豆；Illumina測序，10x深度；基因單倍型驗證：菜用豇豆地方品種 ‘ZN016’ 和菜用豇豆育成品種‘Zhijiang282構(gòu)建的RIL群體（183 lines）G98和G323構(gòu)建的F2群體（165 individuals）

百邁客生物為該研究提供了群體測序、基因組測序及部分數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

豇豆起源于非洲，在世界范圍內(nèi)作為糧食、蔬菜或牲畜飼料種植。該研究結(jié)合PacBio、Hi-C和二代測序，組裝了糧用豇豆和菜用豇豆的染色體水平基因組。對包括地方品種、野生品種和育成品種的344個材料進行二代測序，以闡明豇豆基因組的系統(tǒng)進化。

為了研究自然或人工選擇對豇豆分化的影響，作者通過選擇清除分析比較了三個豇豆亞群之間的基因組選擇特征，鑒定出239個與豇豆馴化和改良相關(guān)的基因。此外，通過GWAS，挖掘到裂莢性、莢長、單莢粒數(shù)、千粒重、可溶性糖、總淀粉和粗蛋白質(zhì)含量相關(guān)基因，并在遺傳群體中驗證。同時揭示了兩個亞種之間基因組結(jié)構(gòu)變異（SVs）的全圖譜，為豇豆在全基因組選擇下的馴化與改良提供了見解。產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的差異基因組選擇將有助于建立糧用豇豆和菜用豇豆雙向改良的遺傳資源。

圖6-群體選擇與GWAS分析

今日分享結(jié)束，期待下期精彩內(nèi)容~~~