- 题目：CGM 第156期: 棉花基因组和泛基因组研究纤维驯化和改良的遗传基础
- 时间：美国中部时间 2021年5月19日（星期三）7AM（北京时间5月19日9PM）
- 地点：Tecent and Bilibili live stream
- 主讲人：李健英博士，2013年获甘肃农业大学农学学士，2019年获华中农业大学博士学位，其博士论文获得中国作物学会优秀博士论文。2019年-至今，在作物遗传改良国家重点实验棉花团队开展博士后研究，从事棉属起源和进化、棉花泛基因组、优质纤维和适应性形成的遗传调控研究，利用定量基因组学和基因编辑手段解析棉花重要功能基因。目前发表SCI论文22篇，其中第一作者在Genome Biology (2021), Molecular Biology & Evolution (2021), Plant Biotechnology Journal (2016, 2019a,b)等杂志发表6篇，被引超过900次，5篇入选高被引论文。主持国家自然科学基金1项，博士后科学基金2项。
中文摘要
报告亮点： 1. 棉花变异组和泛基因组剖析棉花驯化和选择中丢失的序列和基因。 2. 基于参考基因组和染色质互作数据，试图解析棉花基因组大小的进化特征。
报告简介: 棉花(Gossypium)大约52个种，共9种基因组类型，包括二倍体基因组A-G、K和四倍体AD。二倍体棉种染色体数目一致，但基因组大小差异达三倍以上，最大的二倍体基因组K比四倍体基因组AD更大。四倍体陆地棉 (G. hirsutum) 和海岛棉 (G. barbadense)是世界上广泛种植的重要经济作物，是天然可纺织纤维主要来源。近年来，多个研究团队产生了四倍体棉花重测序数据，解析了人工驯化对于棉花性状改良的位点，但仍然没有建立起广泛的变异图谱。然而，单一的参考基因组直接比对导致遗传变异丢失，因此，可以构建泛基因组的全面剖析不同材料间的遗传多样性。 我们研究团队前期组装了陆地棉TM-1和海岛棉3-79的高质量参考基因组，为大规模群体基因组变异分析和优异等位基因鉴定奠定了良好的基础。本研究基于高质量陆地棉参考基因组构建了1913份棉花遗传变异组，从多个变异尺度剖析了驯化种和栽培种基因组分歧证据，鉴定了数百个与纤维品质、产量、开花期等相关的QTL。基于短序列构建了陆地棉和海岛棉泛基因组，揭示了核心基因和可变基因亚基因组的分化特征，分析了在驯化和改良过程中基因选择性丢失和保留，解析了纤维品质性状形成的基因组学基础。该研究拓宽了棉花优异性状相关基因挖掘的新思路，为进一步的进行棉花精准改良提供基因组学的指导 (Li et al., Genome Biology, 2021)。另一方面，我们利用Nanopore测序技术组装了圆叶棉 (K2, 2444 Mb)，亚洲棉(A2, 1621 Mb)，雷蒙德氏棉(D5, 750 Mb)的参考基因组，发现了转座子活动驱动的基因组大小进化特征，揭示了转座子扩增与特异的染色体结构元件之间的关系，为研究植物中转座子活动介导的转录调控进化研究提供参考 (Wang et al., MBE, 2021)。
参考文献
- Li J, Yuan D, Wang P, Wang Q, Sun M, Liu Z, Si H, Xu Z, Ma Y, Zhang B, Pei L, Tu L, Zhu L, Chen LL, Lindsey K, Zhang X, Jin S, Wang M. Cotton pan-genome retrieves the lost sequences and genes during domestication and selection. Genome Biology 2021, 22:119.
- Wang M#, Li J#, Wang P, Liu F, Liu Z, Zhao G, Xu Z, Pei L, Grover CE, Wendel JF, Wang K, Zhang X*. Comparative genome analyses highlight transposon-mediated genome expansion and the evolutionary architecture of 3D genomic folding in cotton. Molecular Biology & Evolution. 2021 https://doi.org/10.1093/molbev/msab128.