项目文章丨兰州大学从全基因组水平揭示象草花青素积累和快速生长分子机制

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近日，兰州大学草地农业科技学院联合广西畜牧研究所及国际家畜研究所共同合作的象草基因组研究成果以“The elephant grass (Cenchrus purpureus) genome provides insights into anthocyanidin accumulation and fast growth”为题在国际知名期刊《Molecular Ecology Resources》（3年IF=7.15）在线发表。希望组科技服务为本研究提供了Illumina、Nanopore和Hi-C测序服务，承担了基因组的组装及注释任务。该研究首次报道了象草的高质量染色体级别基因组，明确了象草的进化地位，在基因水平解析了紫色品种象草 “紫色”花青素积累的机制，并提出C4光合作用和激素信号转导通路的扩张可能有助于象草快速生长的新见解[1]。

象草（Cenchrus purpureus Schumach）因大象爱采食而得名，是禾本科、黍族多年生大型草本植物，原产于亚洲。象草因其具有生物量大、生长快速、适应性强等特点，被用作重要的饲草作物在全世界热带及亚热带被广泛种植。此外，由于象草在生物能方面的优势也使其潜在的能源草。该研究是对象草研究的重大突破，为象草进化、性状改良和功能基因研究提供了理论基础。

图1 紫色象草

研究团队以紫色象草（Cenchrus purpureus cv. Purple）为材料，K-mer评估显示象草具有较高杂合（1.5%）。利用Illumina、Nanopore、Hi-C测序。采用NextDenovo + SMARTdenovo策略组装获得1.97Gb的基因组， Contig N50 为1.83Mb，最长Contig达到15.1Mb。结合Hi-C数据对基因组辅助染色体挂载及遗传连锁图谱，得到14条染色体，挂在率为96.65%。BUSCO评估结果达 97.8%，预测注释基因65,927个。

图2 象草亚基因组特征

象草为异源四倍体（2n=4x=28），包含A’和B两个亚基因组。研究表明同属二倍体植物珍珠粟（Cenchrus  americanus，2n=2x=14）的A基因组与象草A’基因组具有更高同源性。通过共线性分析研究者成功将象草的A’和B两个亚组区分开来，并利用单拷贝基因分析证明象草A’亚基因组和珍珠粟A基因组具有较近的同源性。象草A’A’BB的异源四倍体基因组大约起源于6.61 (4.11-10.92)MYA，并发生了较大的染色体重组。此外，研究者还利用转录组分析了象草亚基因组显性表达，结果表明其可能行使不同的功能。

图3 紫色象草花青素积累机制

紫色象草品种的叶片呈现紫色，一般认为苯丙类、黄酮类、花青素生物合成途径与叶片色素沉积有关。研究者从基因组和转录组层面对象草叶片紫色呈现进行了研究。比较基因组和转录组分析表明，象草关键酶基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸4-羟化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶a连接酶(4CL)、查耳酮合酶(CHS)和黄烷酮醇 4 -还原酶（DFR）、类黄酮-3-O-葡糖基转移酶（3GT）发生了扩张并在叶片中显著高表达，其中4CL和DFR在进化过程中受到正选择。 
C4植物通常在碳固定方面效率更高，具有更高的用水效率，有助于它们在干燥环境中生存。C4植物可根据维管束鞘细胞中脱羧方式的不同分为3个亚类，即NAD-ME、NADP-ME和PEPCK。研究者分析了象草中涉及C4碳固定的九个主要基因家族，包括酶和代谢物转运体，比较基因组分析发现它们在象草中发生了扩张。转录组的结果表明这些关键酶和代谢物转运体在光合主要器官叶片中显著高表达，并且发现C4的3个亚类共同存在于象草中。另外，植物激素也是控制植物生物过程（发育过程、信号网络以及对生物和非生物胁迫的反应）的重要因素。研究者从基因组和转录组层面对激素信号转导相关通路进行了分析，发现参与细胞增大和细胞分裂等基因家族在象草中发生扩张并在茎间组织中高表达。这些结果可能为象草的快速生长及高生物量具有重要意义。

图4 象草C4光合途径

该研究利用报道的高质量的象草基因组、解析了花青素合成及快速生长机制，为象草作为优良饲草和潜在能源草的分子改良育种具有重要意义。此外，对于该属的进化以及其它物种的开发利用提供了重要资源。兰州大学草地农业科技学院张吉宇教授为通讯作者、广西畜牧研究所易显凤研究员、国际家畜研究所Jones Chris博士为共同通讯作者。兰州大学草地农业科技学院博士生闫启为第一作者、团队博士生吴凡、许攀和希望组孙宗毅为共同第一作者。

1. Yan Q, Wu F, Xu P, Sun ZY, Li J, Gao LJ, Lu LY, Chen DD, Muktar M, Jones C, Yi XF, Zhang JY. The elephant grass (Cenchrus purpureus) genome provides insights into anthocyanidin accumulation and fast growth. Mol Ecol Resour 2020, doi:10.1111/1755-0998.13271

北京希望组与湖南农业大学植物保护学院达成产研学合作协议

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近日，北京希望组生物科技有限公司与湖南农业大学植物保护学院达成产研学合作协议。双方将本着“优势互补、资源共享、互惠双赢、共同发展”的原则，在科研项目、生信学术交流、人才培养、学生实习就业等方面展开一系列的战略合作。

2020年9月10日，金秋飒爽。正值教师节当日，湖南农业大学植物保护学院–北京希望组产研学合作签约仪式在湖南长沙举行。湖南农大植保学院领导班子及师生代表、北京希望组CEO汪德鹏先生及团队成员共同参加了签约仪式。会议由湖南农大植保学院副书记兼副院长汤庆熹主持。汤书记首先向全体参会者介绍了植保学院的历史沿革、人才队伍与科研实力，以及和北京希望组合作的整体背景。此后，植保学院院长李有志教授代表植保学院对北京希望组团队的到来表示热烈欢迎，并对本次的双方牵手合作给予了殷切希望。北京希望组CEO汪德鹏先生随后发言，他介绍了公司在技术层面的开拓与最新进展，也希望借此契机，能为学院和公司挖掘并培养出一批真正的生物信息技术人才。仪式的最后，双方代表李有志院长和汪德鹏先生正式签署了湖南农业大学植物保护学院–北京希望组产研学合作协议。

协议签约仪式结束之后，北京希望组CEO汪德鹏作为创业导师，给湖南农大植保学院的师生代表作了题为“三代测序创业路上的云与月”的创业讲座。汪总回顾了自己十多年前的工作与创业的奋斗历程，并重点介绍了希望组与三代测序结缘，并专注于三代测序，数年间迅猛发展到数亿规模的创业故事，激励了与会的听众。讲座尾声，植保学院的老师和同学们踊跃提问，汪总专业与诚恳的回答也赢得了听众的阵阵掌声。最后，汪总再次表达了对学院邀请的感谢和对同学们的期待，讲座至此圆满结束。
关于湖南农业大学植物保护学院
湖南农业大学植物保护学院源自1950年成立的湖南大学植物病虫害系，现有植物保护、动植物检疫、生物信息学3个本科专业，拥有植物保护博士后科研流动站和植物保护一级学科博士点。学院现有教授14人，副高职称34人，享受政府特殊津贴专家1人，教育部新世纪人才1人，湖南省芙蓉学者特聘教授1人、讲座教授1人，湖南省新世纪121人才工程3人，湖南省学科带头人3人。学院在稻田-害虫-天敌生态系统、水稻细菌病害、水田杂草高效安全防控、囊泡病毒、杂草抗药性、园艺作物病虫害等方面开展了研究并取得了一系列成果，为湖南省经济发展提供了重要技术支撑。
关于希望组
北京希望组生物科技有限公司成立于2011年，是世界知名、中国首家三代测序服务的科技服务公司，自主研发的三代组装纠错的主流软件NextDenovo和NextPolish，提升了公司三代测序技术在科研领域的应用实力。公司致力于为高等院校和科研院所提供动植物基因组、全长转录组、单细胞测序、表观基因组、微生物基因组、宏基因组、微生物多样性和结构变异检测等领域的科研服务。

喜报⎜第九届中国创新创业大赛，希望组喜获佳绩！

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2020年8月28日，第九届中国创新创业大赛科技计划项目产业化专业赛（湖北专场）决赛在武汉举行。中国创新创业大赛是创新创业领域最重大的全国性赛事，希望组由王洋博士代表团队参赛,希望组本次参赛项目《三代测序助力精准医疗》荣获全省成长企业组二等奖，总体排名高居全行业第二，生物科技产业第一名。这次获奖是对希望组在三代测序领域深耕多年的实力见证。

大赛现场答辩环节，王洋博士分享了公司的发展历程，并着重介绍了公司成立以来在三代测序领域进行的创新性研究，以及在科研服务和医学应用领域形成的特色性产品与服务。

答辩结束后，由7名金融机构、创投行业的著名专家担当评委，当场亮分，希望组代表组取得94.40的高分，荣获二等奖，位列生物科技产业第一名。

关于第九届中国创新创业大赛
第九届中国创新创业大赛（湖北专场）由中国创新创业大赛组委会办公室、湖北省科技厅联合主办，湖北省高新技术发展促进中心承办，以“科技创新，成就大业”为主题。主要面向新一代信息技术、生物、高端装备制造、新材料、新能源、新能源汽车、节能环保七个战略性新兴产业征集项目参赛。
关于希望组
希望组(Grandomics）是全球知名的三代测序技术拓展者，成立于2011年8月8日，曾用“未来组”品牌开拓三代测序科技服务，是中国首家三代测序服务公司。多年来，一直专注于在领先的三代测序平台上进行技术开发与应用拓展，目前，已经形成了“科技服务”、“诊断服务”、“生物信息”、“先进制造”四大业务模块。为科学研究和临床检测提供多平台多水平的特色组学技术服务。

Plant Journal| 如何通过全长转录组发表一区文章？异源多倍体应用实例

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三代全长转录组在动植物转录本水平的研究优势越来越明显，然而基于全长序列得到的完善的转录本结构，如何发表一篇高质量文章还值得不断探索。由于高重复、高杂合性以及二代测序技术的局限，大量多倍体物种的转录组信息还没有完全且准确的挖掘出来，尤其是在可变剪接（Alternative Splicing，AS）和可变多聚腺苷酸化（Alternative Polyadenylation，APA）方面，蕴藏着复杂的转录后调控机制，通过对转录本结构的全面解析，有助于深入研究多倍体物种的基因功能和品系优势。

近日，农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室刘胜毅课题组联合湖北大学，在the Plant Journal杂志在线发表题为“A global survey of the transcriptome of the allopolyploid Brassica napus based on single molecule long-read isoform sequencing and Illumina-based RNA-seq data”的研究文章。本文结合了三代测序技术(Pacbio)和二代测序(Illumina)，在转录本水平上探索甘蓝型油菜Brassica napus转录组的复杂性。这些数据提供了丰富的转录组资源，这将有利于基因组的重新注释，加强我们对B. napus转录本的了解，并应用于功能基因组的进一步研究。童超波研究员为通讯作者，姚胜黎为第一作者，希望组梁帆为共同作者。希望组参与了本文中的PacBio测序和分析工作。

研究思路

选择甘蓝型油菜栽培种“ZS11”，取不同发育时期的叶片、根、花芽、角果、愈伤组织等，提取总RNA后等量混合进行三代测序（Iso-Seq），各样本分别进行二代转录组测序。三代测序选用PacBio RS II平台，构建4个文库，共测31个cell：0-1 kb 5个cell；1–2 kb 10个cell；2–3 kb 10个cell；>3 kb 6个cell。二代测序选用HiSeq 4000 平台，每个组织部位2-3个重复，共测123M reads。

主要结果

1    特征数据统计

三代数据共得到1161468个ROI，其中72.2%是全长非嵌合序列。47%的全长序列唯一比对到基因组，三代测到的转录本平均长度为2487 bp，明显长于基因组上已有注释的转录本平均长度。矫正后，单碱基错误率降至 1.50%( 0.26% insertions, 0.27% deletions and 0.97% mismatches)，校正后，BUSCO比对的完整性提升到83%。

图1  转录本平均长度

2    已有数据横向比较

将Ensembl Plants Database中已有的cDNA序列与本次测得序列比较，数据库中的26346个序列与PacBio测得的63714个序列匹配上，且PacBio测到的全长cDNA更长。将非冗余的147698个转录本和之前已经测序的Darmor-bzh进行比较，发现有142476个转录本能够覆盖到37403个基因位点，其中31392个基因位点是多外显子基因。未比对上这个基因组的5222个转录本中，有4947个转录本可以比对到近源物种（拟南芥，白菜，甘蓝），这表明有些转录本可能是栽培种ZS11特有的。

 

3    可变剪接

共检测到222061个可变剪接事件，来自15068个基因位点，主要是内含子保留（IR)，其中128967个转录本是现有基因组上未注释到的。统计显示，20230个多外显子基因有用多个剪接异构体，其中5761个基因能够产生5种以上异构体。比如，BnaC01g03120D在基因组注释上仅有1个转录本，但是PacBio测到了14个不同的剪接异构体。另外发现，可变剪接在An亚基因组中更为普遍。

图2  BnaC01g03120D转录本可视化

4   LncRNA鉴定及验证

鉴定到20个已知lncRNA，529个新lncRNA，平均长度1.7 kb，lncRNA具有明显组织特异性。两个亚基因组中的同源基因分别产生了54和53个lncRNA，结果表明两个亚基因组的贡献是相等的。

图3  各样品中lncRNA的表达量

5    APA分析

分析poly(A)位点的侧翼序列，发现上游富集尿嘧啶(U)和下游富集腺嘌呤(a)的核苷酸偏好明显。在polyA的上游，我们鉴定到了两个保守的加A信号，AAUAAA和UGUA。从两个亚基因组得同源基因对中分别鉴定到13812和14184个poly(A)位点，3299和3522个APA基因。An亚基因组的同源基因对polyA位点产生的贡献小于Cn亚基因组的同源基因。

图4  MEME分析转录本中的poly(A)信号

6   转录本水平定量
以愈伤组织作为参考，和其他组织两两比较，探究温度、组织对AS的影响，结果显示大多数AS差异事件在HS-callus VS callus中被识别，说明环境因素对AS事件的影响大于组织分化。热处理愈伤组织后，发生特异性AS的基因主要与膜外壳、蛋白靶向、转录因子活性、定位、温度刺激响应和细胞过程的正向调控有关。

图5  各组间差异AS事件统计

亮点总结

  • Ø  将测序数据分别与现有数据库、近源物种比较，锁定品系特有基因集，为品种优势研究奠定基础；
  • Ø  将ROI比对到不同的亚基因组上，区分不同亚基因组对AS、APA和lncRNA的贡献度；
  • Ø  针对AS、APA和lncRNA进行大量的RT-PCR验证；
  • Ø  二代定量和三代定性相结合，引入科学问题“温度、组织对AS的影响程度”，通过组间比较找到关键影响因素和相关基因。

希望组最新引进Sequel II，拥有成熟分析流程，更多方案设计和前沿资讯，欢迎垂询！

希望组联合华为云，共同探索“数字管理”，推进企业数字化建设

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2020年8月4日-5日，华为云技术团队应邀来到武汉希望组。华为湖北省华为云业务总经理张斌带领华为云中国区数字化转型首席咨询顾问胡明超和基因测序行业首席解决方案架构师严斌，就数字化战略转型问题进行为期两天的深度交流。希望组将携手华为云搭建数字管理一站式平台，促进业务创新、效能提升，并进一步改善客户体验。

数字化转型是当下的热门话题，更是企业变革的明显趋势。在后疫情时代，企业加速推进数字化转型，将技术服务送上快车道：先进管理、数据监控、国际化接轨。数字化管理将帮助希望组向更好的发展模式转型，内部优化协作和管理，降低运营成本，效能提升，业务创新，加速增长；外部提高与客户的互动效率，改善用户体验，进而赢得客户的信赖。

4日上午，双方领导出席交流会并分别致辞，共同见证双方携手探索崭新的管理体系、开启合作共赢新篇章。会上胡明超先生以华为自身案例分享了为什么要数字化转型以及怎么进行数字化转型。随后，希望组集团创始人汪德鹏先生说道：“数字化转型是公司发展的必然，我们将和华为云展开深度合作，全面升级公司的数字化管理系统，提高公司的核心竞争力。”

华为云中国区数字化转型首席咨询顾问胡明超先生深度讲解数据化转型

之后，在希望组创始人汪德鹏先生的带领下，张斌总经理一行人参观办公区，了解公司的成长历程和业务内容，深入调研希望组数字化转型的战略规划和建设需求。华为云的管理专家与希望组业务团队也进行了充分的交流。“数字管理”转型将让科技服务、医疗诊断更加精细化，科学化、智能化。

希望组创始人汪德鹏先生介绍公司概况

从三代测序技术的先锋，到全国新冠疫情抗击的参与者，希望组一步步完善着服务体系和战略布局，持续聚焦“精准医疗诊断”和“科技服务”领域，加强对外合作与公司管理的数字化转型，坚持提供更好、更专业的技术服务！

希望组联合华为云推出的NextDenovo基因组云组装平台上线啦！

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喜大普奔，奔走相告，NextDenovo云组装平台上线啦！

对基因组组装了解的童鞋应该都避不开NextDenovo，NextDenovo软件是专用于基因组三代测序数据组装的软件，不但解决了现有三代测序数据组装工具资源占用大、运行时间长、组装质量不稳定的瓶颈，还实现了单Contig一条染色体和超大型基因组组装的突破，为利用三代数据组装基因组扫清了组装算法的障碍。

如何组装好基因组是三代基因组领域的一个基础问题。目前，受限于组装软件的选取和服务器资源的限制，三代基因组组装大部分依赖于服务公司的服务，而越来越多有一定生信基础的老师和同学们有着自己做组装的需求。因此，希望组联合华为云于近日推出了NextDenovo组装软件云上服务，欢迎各位老师同学选购使用！

操作流程

1.使用入口

NextDenovo云组装平台

网址：http://hanwell.grandomics.com

入口简洁，只需输入账号和密码即可进行云服务。账号密码可通过邮件或者联系希望组当地销售人员注册 Hanwell云账号获取。

2.流程展示
进入我的工作台，目前流程里面有希望组发布的生物信息分析流程。目前有NextDenovo（V 2.3）、Nextpolish和SV &methylation 分析流程。
3.选择流程
进行基因组组装，只需要轻松选择NextDenovo，点击开始分析，即可轻松进入组装流程。
4.调整参数
NextDenovo 自带一个测试数据，可以进行体验。如需要组装自己的测序数据，需要输入华为云obs 上三代基因组数据，input 参数如下所示：

reads(华为云obs 路径)

输出路径（可开通sfs 存储）

其他参数和NextDenovo 官网参数一致，详细参数意义可以参考Github 官方文档（https://github.com/Nextomics/NextDenovo）。

5.状态查看
参数设置完成了，只需一键提交，程序就会自动在华为云上进行运算，整个过程可视化显示，可以在我的结果里面查看运行状态和相关时间等等。 NextDenovo 在计算过程中遇到问题，可联系希望组售后进行技术支持。
6.资源消耗
每个项目对应各自的运行记录，可轻松点击查看项目运行情况，项目完成任务数，每个任务消耗的CPU机时等都被一一记录，消费情况一目了然。

项目文章|物种形成研究揭示峨眉锥栗的杂交起源和生殖隔离位点的非均匀分布

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研究同倍体杂交物种形成的难点在于，检验杂交直接影响生殖隔离的形成。如果我们能观测到生殖隔离位点呢？

西双版纳植物园孙永帅团队在Nature Communications发表了题为Genomic basis of homoploid hybrid speciation within chestnut trees的研究论文，该研究以中国特有的峨眉锥栗研究系统为材料，应用进化生态基因组学研究方法，发现了一个树木杂交物种以及生殖隔离位点的分布式样。

 

物种形成模型可分为二歧分支式物种形成和杂交物种形成。二歧分支模型中，每个物种只对应一个祖先群体。杂交物种则源自于两个或多个类群。进一步地，杂交成种分为多倍体杂交成种和同倍体杂交物种形成。多倍体物种形成较常见于植物界。而同倍体杂交物种形成类群颇为少见。迄今，有5个认可度较高的同倍体杂交物种形成类群，均分布在美洲。

 

现存物种及类群间的生殖隔离强度往往高于其祖先群体间的隔离强度。孙永帅团队将这一原理引入到进化生态学与基因组学交叉研究中。即，在与生殖隔离关联的基因组区域上，现存类群间的基因流应低于其祖先群体间的基因流。在生殖隔离位点上，亲本物种的等位基因往往因环境、遗传限制而不能共存。基于这些原理，该团队应用群体基因组学方法鉴定了中华板栗（也称板栗）和锥栗的生殖隔离位点，进而用之检验峨眉锥栗是否起源于板栗和锥栗间杂交。与此前研究报道的5个同倍体杂交成种的实验设计不同，在峨眉锥栗杂交系统中，板栗和茅栗的姐妹种对关系为鉴定板栗和锥栗的生殖隔离位点提供了天然对照和便利（图1）。

 

该研究首先用多个方法分析峨眉锥栗与板栗、锥栗的遗传差异，为峨眉锥栗的分类地位提供了基因组学证据。然后，采用hhs方法、溯祖模型比较分析等对峨眉锥栗的杂交起源过程进行解析，并估算亲本物种对峨眉锥栗基因组的相对贡献。随后，该研究鉴定了与生殖隔离关联的候选基因组位点。在峨眉锥栗基因组中，仅6个生殖隔离位点来自于板栗。基因功能注释分析发现两个花期关联基因位于本研究鉴定的生殖隔离关联位点上。这些结果表明，亲本物种间生殖隔离位点的重新组合可为新物种形成的重要机制。深入分析发现，候选生殖隔离位点偏集中分布于基因组的低重组区域。研究认为，自然选择和遗传重组间互作塑造了峨眉锥栗基因组的进化过程。

 

西双版纳植物园植物进化生态学研究组孙永帅博士为研究论文的第一作者和通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金委，中国科学院和云南省的经费支持。

图1. 4个栗属Castanea类群的样品采集地(a)、演化关系(b)、遗传结构(c)，以及板栗基因组的重组率分布以及生殖隔离位点的分布式样(d)

项目文章| 三代测序助力蝶蛹金小蜂高质量基因组发布

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近日，浙江大学叶恭银教授与方琦副教授团队联合美国罗彻斯特大学和美国密苏里大学，在Molecular Ecology Resources杂志在线发表题为“A Chromosome-Level Genome Assembly of the Parasitoid Wasp Pteromalus Puparum”的研究论文。该研究利用三代测序技术组装出了蝶蛹金小蜂高质量的染色体水平基因组，为寄生蜂的分子生物学、系统进化和生物防治研究提供了有价值的资源。浙江大学博士生叶昕海、严智超博士（现为南京农业大学副教授）、博士生杨义为论文共同第一作者，浙江大学叶恭银教授与方琦副教授、美国罗彻斯特大学John H. Werren教授为本文共同通讯作者。此外，浙江大学李飞教授、姚洪渭副教授，美国密苏里大学宋齐生教授等共同参与完成此项研究工作。希望组承担了本研究中二代、三代测序及Hi-C测序工作。
膜翅目寄生蜂在农田生态系统中是一类非常重要的生物防治的昆虫，蝶蛹金小蜂（Pteromalus puparum）是十字花科蔬菜害虫菜粉蝶蛹期优势内寄生蜂。它能够将一种或多种寄生因子注入寄主体内，用来抑制寄主免疫、调控寄主生长发育和营养代谢等生理活动，是研究寄生蜂与宿主相互作用的理想实验室模型。

                                                      图1蝶蛹金小蜂在其寄主菜粉蝶上的生活史

本研究结合短读长、长读长测序和Hi-C技术，生成了高质量染色体水平蝶蛹金小蜂基因组装配。组装的基因组大小为338 Mb，contig N50为38.7 kb，scaffold N50为1.16 Mb，结合Hi-C数据将scaffold组装到5条染色体上，scaffold N50提升至65.8 Mb，其中96％以上的组装碱基位于染色体上。基因组BUSCO评估达98%，表明该装配具有很高的完整性，为后续研究提供了极好的基因组资源。

                                图 2 蝶蛹金小蜂基因组景观。I 5条染色体；II 重复序列密度；III 基因密度；IV GC含量。

研究者利用蝶蛹金小蜂及其他12中代表性膜翅目昆虫的3399个单拷贝基因构建系统发育树，蝶蛹金小蜂与丽蝇蛹金小蜂进化关系最为接近，在约19 Mya年前发生分化（图3a）。GO分析发现蝶蛹金小蜂基因组中，扩张基因家族富集在核小体装配、染色质组织、蛋白质分解代谢过程、细胞凋亡过程和对氧化应激的响应等通路；几丁质分解代谢过程和脂质代谢过程中显示出显著收缩的基因家族（图3b）。

图3 蝶蛹金小蜂及其他12中代表性膜翅目昆虫系统发育分析。
毒液是影响寄生蜂成功寄生宿主的最重要工具之一。寄生蜂毒液包含许多生物活性化合物，可以操纵宿主的代谢和基因表达，从而为幼虫创造合适的环境。本研究对蝶蛹金小蜂基因组中的毒液蛋白编码基因进行了注释，研究了70个已被鉴定的毒液基因在染色体上的位置和分布。大多数毒液基因（52）散布在基因组中，不会串联排列；但是，涉及串联重复的三个毒液基因家族出现在三个不同的染色体上，表明可能由于串联重复而扩大了基因家族。
进一步的研究发现蝶蛹金小蜂基因组中P450基因的极显著扩张（图4）。蝶蛹金小蜂P450基因的扩张可能进化为用于克服宿主体内的不同代谢产物，例如植物来源的毒素和杀虫剂；也可能与其多样的寄主范围有关。

                                                 图4蝶蛹金小蜂中细胞色素P450基因

本研究是昆虫高质量基因组组装研究的极好范例，并将为寄生蜂分子生物学、系统进化及生物防治研究提供有价值的资源。

武汉希望组医学实验室升级Sequel II平台，进一步拓展新冠病毒变异监测与精准医学领域的产品开发与应用

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2020年6月22日，武汉希望组医学实验室成功升级Sequel II测序平台，这标志着希望组(GrandOmics)成为了可以提供全平台三代测序的服务提供商（PacBio Sequel II，ONT PromethION 48，Bionano Saphyr ）。希望组将利用所拥有的多平台组合与自主研发的三代测序算法、软件，继续拓展三代测序技术在病毒基因组变异检测、动植物基因组近完成图、遗传性疾病诊断与筛查、肿瘤诊断与筛查等领域的应用，进一步扩大公司在三代基因测序服务领域的优势，为客户提供更全面、更优质的服务。

作为三代测序技术与应用的开拓者，希望组早在2012年就启动了三代测序研发工作，并于2013年3月11日正式成为中国首家三代测序服务公司。2016年率先在国内引进PacBio Sequel测序平台，成为了三代测序在基因组组装领域的推动力量。2017年3月11日，希望组再次引进5台Sequel平台，一举成为当时全球最大PacBio数据生产中心之一。
希望组本次升级最新的Sequel II平台，是希望组专注三代测序领域应用拓展的战略延续。PacBio HiFi Reads是目前全世界唯一成熟的兼顾长读长与高准确度测序技术的里程碑式的技术创新，是所有三代测序技术开发者梦寐以求的技术工具，希望组整合该技术平台，必将在动植物基因组近完成图、基因组结构变异检测、遗传性疾病诊断与筛查等领域发挥独特的作用。当前，新冠疫情在全球肆掠，利用兼顾长读长和高准确性的HiFi Reads进行新冠病毒变异监测，将会为科技抗疫谱写崭新的篇章。

Sequel II测序仪及SMRT Cell 8M芯片

Science Advances |昆明动物研究所等多单位的合作研究揭示 脊椎动物异源多倍体亚基因组演化的动态历史

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以下内容转载自 动物进化与遗传前沿交叉卓越中心，作者 罗 静
多倍化现象在脊椎动物中极为罕见；多倍体脊椎动物在多倍化发生和其后的二倍化进程中可能经历基因组休克效应。但对于相关演化遗传机制是什么、机制是否相同等问题，存在不同假说和许多尚待澄清的问题（PNAS 2016及其他文献）。在张亚平院士领导下，云南大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室罗静教授、中科院昆明动物研究所吕雪梅研究员、湖南师范大学刘少军院士、南京农业大学陈增建教授、中国农业科学院农业基因组研究所阮珏研究员和厦门大学徐鹏教授等带领的团队联合攻关，以鲤亚科鱼类基因组为研究对象，对脊椎动物异源多倍体基因组的亚基因组演化问题进行了深入的研究。
由于鲤亚科鱼类在演化历史上可能经历了四轮之多的全基因组加倍事件，染色体数目达到约100条之多，且其第四轮全基因组加倍事件是伴随一次远缘杂交事件发生（Ma et al.2014.CurrMol Med），而这一类群的二倍体直系祖先均已灭绝，这为鲤亚科鱼类基因组的测序、组装和亚基因组鉴别引入巨大的难度（Xu et al. 2015.NatGenet; Xu et al. 2019.Nat Commun; Yang et al. 2016. BMC Biol.; Chen et al. 2019.Sci Adv）。团队合作通过利用长读长三代测序、Bionano光学图谱和染色质构象捕获测序技术对红鲫（goldfish, Carassius auratus red var.）基因组进行从头组装，获得50条染色体的单倍型参考基因组，完整性和准确性均高于近期发表的金鱼、鲤鱼基因组。同时基于鲤亚科、鲃亚科、裂腹鱼亚科代表物种的线粒体基因组和全基因组标记的系统发育树构建和比较，首次成功对红鲫两个亚基因组的母系和父系亲本来源进行了清晰的划分。
通过重建鲤亚科鱼类的多倍化演化历史，发现鲫鱼、鲤鱼和金线鲃共同起源于13.8~15.1百万年前的一次古异源多倍化事件。比较基因组学和多组织、多胚胎发育时期转录组和DNA甲基化的比较分析结果表明，红鲫与异源多倍体植物和爪蟾基因组中非对称的演化模式呈现明显不同：1）红鲫的父系和母系来源的亚基因组均没有显著的大规模非对称性丢失和演化速率偏向性，两个亚基因组在整个二倍化进程中一直经历交替的非对称性功能丢失；2）虽然两个亚基因组的同源基因对总体呈现平衡表达，有趣的是，两个基因拷贝随胚胎发育时间的推进发生表达优势的切换；3）同源基因拷贝的表达与DNA甲基化的变化呈负相关，但甲基化并不能解释同源基因对在胚胎发育进程中的表达优势切换模式，这提示可能存在更复杂的调控机制决定同源基因对的表达。以上结果说明异源多倍体物种的演化策略具有多样性。在多倍化之后的二倍化进程中，鲤亚科鱼类具有其独特的演化策略，以平衡亚基因组的稳定和多样化。这为研究异源多倍体脊椎动物的基因组演化和功能提供了新的思路。
该工作以“From asymmetrical to balanced genomicdiversification during rediploidization: subgenomic evolution in allotetraploidfish”为题发表在期刊Science Advances（https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaaz7677），云南大学的罗静教授，博士后柴静，中科院北京基因组研究所的博士生文艳玲，湖南师范大学的陶敏博士，云南大学的博士生林国亮为共同第一作者，张亚平院士、吕雪梅研究员、刘少军院士、陈增建教授、阮珏研究员和徐鹏教授为共同通讯作者。希望组科技服务在本研究中提供了PacBio、Bionano测序，基因组组装服务。
该研究得到了国家自然科学基金委、云南省科学技术厅、农业部现代农业体系建设专项资金、湖南省科技重大专项课题、第二次青藏高原综合科学考察研究、中国科学院“西部之光—西部引进人才”项目、博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金的支持。

图1 红鲫基因组组装质量比较、共线性及鲤亚科鱼类多倍化演化历史重建。(A)本研究组装的红鲫基因组与前人发表的基因组共线性分析，提示光学图谱和Hi-C数据的辅助组装提升了多倍体基因组序列的连续性和准确度；(B) 红鲫与鲤鱼的亚基因组共线性分析结果；(C) 基于系统发育关系重建鲤亚科基因组的异源多倍化演化历史；(D) 基于单拷贝直系同源基因构建的物种树。