近期最受关注的基因组测序

　　

生物通报道  The scientist杂志对近期最热门的一些基因组测序成果进行了盘点，包括大叶藻、臭虫、花生和蜱。

种属：大叶藻（Zostera marina）

基因组大小：2.023亿个bp

生长在草地里的大叶藻为海洋动物提供了栖息地，保护了海岸免受侵蚀，它为地球上生物物种最丰富的一些生态系统提供了基础。大叶藻在进化上也很独特，它是唯一从陆地向海洋过渡的一种开花植物。现在研究人员将它的基因组发布在1月27日的《自然》（Nature）杂志上，开始揭示出它进行这种转换的机制（Nature首次发布海洋被子植物基因组草图 ）。

论文的共同作者、荷兰格罗宁根大学的Jeanine Olsen说：“它们重新改造了自己。对于海洋生活一系列的遗传适应意味着大叶藻没有办法回到陆地。”

利用他们的高质量新基因组序列，Olsen和同事们绘制出了系统树中大叶藻和相关物种丧失及获得的特异基因家族。在大叶藻对海洋环境的遗传适应中，包括丧失了一些与气孔分化和挥发性化合物合成相关的基因——这些性状在陆生开花植物中起着重要的作用。研究人员证实，大叶藻也重新进化出了一些海洋特异性的特征，包括能够在细胞壁中生成硫酸多糖——在海藻中也存在这种性状。

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Olsen说：“这一序列揭示出了一系列独特的适应。这一大叶藻基因组来自于一个既非作物，又未开发用作为生物燃料的植物物种，因此对于它还有很多东西有待了解。”

The genome of the seagrass Zostera marina reveals angiosperm adaptation to the sea.Nature 530, 331–335 (18 February 2016) doi:10.1038/nature16548

种属：温带臭虫（Cimex lectularius）

基因组大小：6.979亿bp

数千年来臭虫一直与人类生活在一起，其偏爱吸食人的血液，遍布世界各地，并日益对杀虫剂形成耐药。发布在2月2日《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的臭虫基因组，前所未有地深入认识了这种昆虫的生物学，并提供了靶向这些害虫的一些新工具（基因组测序揭秘臭虫为何如此难缠）。

共同作者、美国自然历史博物馆的George Amato说：“在此之前，人们只是在黑暗中摸索着前进。这一基因组为其他研究的各个方面打开了灯。”

研究人员从保存的及活的臭虫处抽提DNA和RNA构建出了这一基因组序列。发现了作为臭虫与微生物共生基础的特异遗传元件，包括与400个细菌物种相关的1500多个基因，以及编码抗凝血剂的一些基因。

研究人员还测量了整个纽约市，从地铁站到长椅，臭虫种群中的微生物多样性。他们发现一个区的臭虫在遗传上可能不同于另一区的臭虫，为建立整个城市环境中臭虫迁移地图提供了机会。

Amato说：“尽管它们看起来是静态的，但我们知道它们大多通过各种方式在继续地进化，使得人类难以与它们脱离关系。这项工作为我们探索臭虫的基本生物学以及它对密集人类环境的适应奠定了遗传基础。”

种属：蔓花生（Arachis duranensis）和A. ipaensis

基因组大小：分别为12.5亿和15.6亿bp

根据发布在2月22日《自然遗传学》（Nature Genetics）上的一项研究，一个国际研究小组测序了杂交生成了栽培花生(Arachis hypogaea)的两个植物物种的基因组（华大基因Nature Genetics发表基因组研究新成果 ）。

作者们在论文中写道：“为了给花生基因组研究奠定基础，我们测序了它的二倍体祖先蔓花生和A. ipaensis。利用这些基因组将促成进一步地了解自这一近代的多倍体化事件之后发生的遗传改变……及生成更好的用于分子育种和作物改良的工具。”

来自秘鲁的考古学记录确立了花生属植物已知最早的栽培时间大约在7,800年前。现在不仅作为粮食作物，还用于绘画颜料、抛光剂、肥皂及塑料中的栽培花生大约是在近3000年后出现在记录中。

利用栽培花生的野生近亲的序列，研究人员在每个物种中鉴别出了成百上千个候选的有害和抗病基因。令人惊讶地是，该研究小组还发现栽培花生中的A. ipaensis亚基因组与野生型A. ipaensis基因组几乎完全相同——作者们写道这一结果可能是由于“两个物种中极端的遗传瓶颈和生殖隔离所致”。

The genome sequences of Arachis duranensis and Arachis ipaensis, the diploid ancestors of cultivated peanut.Nature Genetics (2016) doi:10.1038/ng.3517

物种：鹿蜱（Ixodes scapularis）

基因组大小：21亿bp

相比于地球上其他的肢节动物，蜱虫向人类和动物传送了更多的病原体。现在，研究人员第一次测序并部分分析了一种蜱虫物种：鹿蜱的基因组。研究结果发布在2月9日的Nature Communications杂志上。

论文的共同作者、普渡大学的Catherine Hill说：“当前迫切需要蜱虫的基因组资源。这些资源使得我们能够以一种系统的方式观察蜱虫生物学。”

蜱虫具有各种各样的致病微生物，包括伯氏疏螺旋体（Borrelia），疾病控制和预防中心估计每年在美国伯氏疏螺旋体导致了大约32.9万Lyme病病例。新测序的蜱虫基因组是由近100名研究人员组成的一个研究小组经过十年的研究工作所获得，为科学家们研究使得这些蛛形纲动物成为如此成功的传病媒介的基因和蛋白质提供了机会。

这一序列还前所未有地深入认识了作为蜱虫寄生生活方式基础的遗传适应，从合成抗菌剂、疼痛抑制剂，唾液中的抗凝血剂，到其令人印象深刻的、能够长出新角质层的能力——这使得蜱虫在吸血时能够快速膨胀身体。

Hill说：“这一基因组为开启蜱虫研究的全新时代奠定了基础。现在我们已经破解了蜱虫的密码，我们可以开始设计一些策略来控制蜱虫，了解它们传播疾病的机制，并干扰这一过程。”

Genomic insights into the Ixodes scapularis tick vector of Lyme disease.Nature Communications 7, Article number: 10507 doi:10.1038/ncomms10507

（生物通：何嫱）