Ett forskarlag har uppnått en förbättring av den haplotypupplösta genomsekvensen för japonica-rissorten Nipponbare. Denna förbättring avslöjar identifieringen och anteckningen av mer än 3 000 nya gener, vilket potentiellt kan erbjuda betydande framsteg när det gäller förbättring av grödor och förädlingsstrategier.
Japonica-riskultivaren Nipponbare har varit avgörande som referens inom risgenomik sedan dess första sekvensering för mer än två decennier sedan, vilket markerar ett betydande genombrott inom växtgenomik. Trots kontinuerliga förbättringar av sekvenseringstekniken innehåller Nipponbares genomsammansättning fortfarande olösta luckor, främst på grund av repetitiv DNA-sekvens.
Pågående ansträngningar och tekniska framsteg har förbättrat genomsamlingen i andra risarter och utvidgats till telomersekvensering. Men att uppnå en fullständigt haplotypupplöst sammansättning förblir ett oåtgärdat problem inom risgenomforskning, vilket utgör ett kritiskt område för framtida studier.
En studie publicerad i Tropical Plants den 3 april 2024, genererar ett förbättrat haplotypupplöst risgenom för en omfattande förbättring av telomer-till-telomer (T2T).
I denna studie användes PacBio HiFi-läsningar och Hi-C-läsningar för att generera en contig-montering med Hifiasm, vilket resulterade i en haplotyp-fasmontering. Denna sammansättningsprocess gav distinkta kontiger för nio av kromosomerna. Däremot involverade sammansättningen för de återstående tre kromosomerna två separata kontiger för varje.
De sammansatta kontigerna organiserades sedan hierarkiskt i 12 pseudokromosomer med hjälp av YaHS-ställningsverktyget, vilket kulminerade i en T2T-montering som var större och mer komplett än den tidigare IRGSP-1.0-referensen. Denna förfinade sammansättning avslöjade närvaron av 3 050 nya gener, med mer än 95 % stödda av transkriptionsbevis, vilket indikerar en betydande förbättring av genomets annotering och strukturella förståelse.
Resultaten belyser den enorma potentialen hos nya sekvenseringstekniker för att utöka och förfina genomiska data, vilket väsentligt förbättrar den genetiska informationen hos etablerade genom. Det utökade och mer detaljerade genomet, som täcker 99,3 % av universella enkelkopiagener med en N50 på 30,7 Mb, ger en robust ram för ytterligare genetiska studier och avelsprogram för ris.
Den jämförande analysen belyste också strukturella varianter och ytterligare icke-anpassade regioner, vilket berikade förståelsen för genomisk arkitektur och funktionalitet.
Enligt studiens ledande forskare, Robert J. Henry, "Detta stegvis genomet kommer att vara en användbar resurs för risforskning." När vi ser framåt är detta team fokuserat på att tillämpa sina avancerade sekvenserings- och monteringstekniker på andra rissorter och närbesläktade arter.
Sammanfattningsvis understryker detta arbete inte bara den snabba utvecklingen av risgenomikteknik utan betonar också det kritiska behovet av pågående framsteg för att korrekt kartlägga komplexa genom, och därigenom underlätta betydande framsteg inom jordbruksgenomik.
Mer information: Muhammad Abdullah et al, En förbättrad haplotypupplöst genom avslöjar fler risgener, tropiska växter (2024). DOI:10.48130/tp-0024-0007
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
