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近日，洛阳师范学院植物多样性保护课题组联合菲沙基因在国际主流期刊 Molecular Ecology Resources （IF=，中科院一区）上发表了题为“ The chromosome-scale genome assembly,annotation and evolution of Rhododendron henanense subsp. lingbaoense ”的研究论文。该研究通过PacBio+Hi-C技术首次构建了我国特有杜鹃种-灵宝杜鹃的高质量参考基因组，随后基于比较基因组分析揭示了灵宝杜鹃与其它杜鹃间的共线性，同时也初步揭示了灵宝杜鹃逆境适应性的分子机制，从而为灵宝杜鹃的种质资源保护与进化研究提供了新见解。
杜鹃花具有较高的观赏、园艺与药用价值，近期也有大量关于杜鹃花属的基因组与转录组研究报道，这些报道对于杜鹃花属基因家族的进化和广泛的表型可塑性研究具有重要意义。但到目前为止，我国特有杜鹃种-灵宝杜鹃的基因组尚未有报道，这限制了对其遗传资源、环境适应性及分子进化的研究，因此构建灵宝杜鹃基因组具有重要理论意义。
材料 ：灵宝杜鹃（ Rhododendron henanense subsp. lingbaoense） 测序策略 ：PacBio（220×）+Hi-C（100×）+Illumina（90×）
通过Survey分析，预估灵宝杜鹃基因组大小为，杂合为。随后研究者利用高深度的PacBio测序和Hi-C辅助组装，构建了高质量的染色体水平灵宝杜鹃基因组，其基因组大小为 ，Contig N50=，Scaffold N50= 。接着，研究者通过多种方法证实了基因组组装的完整性与准确性，三代数据的比对率为，BUSCO评估基因组完整性为97%，二代数据检测基因组单碱基错误率仅为；且与已发表的其它杜鹃属物种相比，本研究组装的基因组完整性和准确性都是最好的。
结合从头注释、同源注释和全长转录组注释，研究者在灵宝杜鹃种鉴定到 31098 个蛋白编码基因，平均每个基因的长度为 bp ，其中的基因都可以得到功能注释。灵宝杜鹃基因组中的序列都是重复序列，其中LTR的含量最高。此外，研究者在灵宝杜鹃中还鉴定到 2251个rRNAs、448个tRNAs、488个snRNAs 以及94个miRNAs。
研究者选取14个近缘物种用于灵宝杜鹃的比较基因组分析，共鉴定到15483个基因家族，其中168个是灵宝杜鹃特有的基因家族。系统进化树分析表明， 杜鹃属内的亲缘关系较为密切 ，其分化时间大致在 ~ 百万年前，而猕猴桃、山茶属与杜鹃属的分化时间大致在百万年前。
共线性分析表明，马缨杜鹃（ Rhododendron delavayi ）、圆叶杜鹃（ Rhododendron williamsianum ）、杜鹃（ Rhododendron simsii ）与灵宝杜鹃间的共线性非常好，且以单染色体与单染色体间的共线性为主，但不同杜鹃的基因组间也存在染色体重排事件。通过WGD分析，检测到杜鹃属和山茶属有一个相似的WGD峰（Ks值在到），结合分子时钟，研究者确定了杜鹃属植物先发生一次WGD事件（百万年前），而后与近缘种山茶属产生了分化。基因扩增收缩分析表明，灵宝杜鹃中有2257个基因家族发生了扩张， 扩张基因显著富集在与对水杨酸的响应、细胞对酸化学的响应、防御反应的调节、应激反应的调节相关的通路中，这证实了灵宝杜鹃对逆境有着极强的抗性；收缩的基因则显著富集在与萜合酶活性、碳氧裂解酶活性和ADP结合相关的通路中。
之前研究表明， MYB的同源基因调控植物发育、花朵颜色和胁迫反应中发挥重要作用 ，研究者随后鉴定了灵宝杜鹃中MYB基因家族的变化。结果表明，灵宝杜鹃中存在110个MYB的同源基因，在13条染色体上都有分布，其MYB基因的数目要小于棉花、油菜等物种，且灵宝杜鹃中部分MYB基因存在串联重复事件。此外，基于MYB基因构建的系统进化树表明，灵宝杜鹃的MYB基因与拟南芥中的MYB基因属于不同的分类。这些结果将有助于后续MYB基因的功能验证工作。
总 结
本研究通过PacBio和Hi-C技术构建了染色体水平的灵宝杜鹃基因组，在此基础上通过与其它杜鹃植物及近缘植物进行比较分析，阐述了灵宝杜鹃的基因组进化、WGD事件、与逆境适应性相关基因的扩张与分类，从而为灵宝杜鹃种质资源保护、新品种选育及遗传进化研究提供了新见解。
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American Journal of Preventive Medicine《美国预防医学杂志》美国ISSN:0749-3797，1984年创刊，全年8期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。刊载预防医学基础和应用研究论文。涉及的学科包括流行病学、遗传学、营养学、毒理学和社会科学；应用的领域包括卫生管理、传染病防治、职业医学、环境卫生、航空航天医学、老年病、母婴保健、计划生育等。Annales de Génétique《遗传学纪事》法国ISSN:0003-3995,1958年创刊，全年4期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。法国遗传学会的会刊。刊载遗传学研究论文、技术札记、文摘和消息。Biochimie《生物化学》法国ISSN:0300-9084，1914年创刊，全年12期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。刊载有关酶学、遗传学、免疫学、微生物学和高分子结构等方面的研究论文及评论。Biomolecular Engineering《生物分子工程》荷兰ISSN:1389-0344，1983年创刊，全年6期，Elsevier Science出版社，SCI、EI收录期刊，SCI 2005年影响因子，2005年EI收录30篇。研究分子生物学、细胞生物学、免疫学、生物化学和遗传学中使用的新技术、材料及器械。刊载研究论文和综论。Cancer Genetics and Cytogenetics《癌遗传学与细胞遗传学》美国ISSN:0165-4608, 1979年创刊，全年16期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。刊载癌细胞与分子的基础研究论文。反映癌遗传学和细胞遗传学领域的最新研究进展。Current Opinion in Genetics & Development《遗传学与发育新见》英国ISSN: 0959-437X, 1991年创刊，全年6期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。著名遗传学权威专业性学术期刊，SCI收录期刊最高影响因子100种之一，刊载分子遗传学、疾病遗传学、遗传组织与变异、细胞繁殖、发育模式与机理等方面的研究进展评论。附近期有关学科主要论文索引。Developmental Biology《发育生物学》美国ISSN:0012-1606，1959年创刊，全年24期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。著名生物学权威专业性学术期刊，从分子、细胞和遗传的水平上研究动植物发育、变异、生长、再生和组织修复的机能。发表论文。European Journal of Medical Genetics《欧洲医学遗传学》ISSN: 1769-7212，2005年创刊，Elsevier Science出版社，主要刊载关于给类人研究和医学遗传学以及基因实验模型方面的论文。European Journal of Pharmacology: Molecular Pharmacology《欧洲药理学杂志：分子药理浙江工业大学图书馆信息咨询部编 Elsevier Science 出版社期刊投稿指南 60学分册》荷兰ISSN:0922-4106，1989年创刊，全年12期，Elsevier Science出版社，刊载分子水平的药理学、药效学、神经系统药理学等方面的研究论文和简报，内容涉及分子神经传递，信号转导机理，蛋白质受体的遗传反应等。Human Immunology《人类免疫学》美国ISSN:0198-8859，1980年创刊，全年12期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。刊载人类免疫系统和其他脊椎动物模拟系统的研究论文。侧重于组织适应性和免疫遗传学的研究。Infection, Genetics and Evolution《传染、遗传和进化》荷兰ISSN:1567-1348，2001年创刊，全年4期，Elsevier Science出版社。主要刊载遗传学领域，包括疾病等的传染、遗传、进化等方面的论文。Journal of Molecular Biology《分子生物学杂志》英国ISSN:0022-2836，1959年创刊，全年50期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。刊载原始论文，论述分子生物学的各个方面，涉及基因结构、复制及解译机理、蛋白质、核酸等大分子的结构和性质、细胞和发育生物学、分子遗传学等。Molecular Genetics and Metabolism《分子遗传学与新陈代谢》美国ISSN:1096-7192，1976年创刊，全年12期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。1998年前刊名为Biochemical and Molecular Medicine，从生物化学和分子生物学角度对人体正常代谢和代谢病进行研究。发表原始论文、短评和简讯。Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis《突变研究－突变原理与分子结构》荷兰ISSN:1388-2112，1964年创刊，Elsevier Science出版社。主要刊载关于包括遗传变异基因的作用，并体现突变，可变化合物的代谢方式到以不同的身份和修复受损DNA的细胞复制等方面的论文。Mutation Research/Genetic Toxicology《突变研究—遗传毒理学》ISSN: 0165-1218，Elsevier Science出版社，主要刊载化学物质的遗传毒性测试，以及对人类群体的遗传毒性效应、发育、进化的监督，监控等方面方面的文章。Mutation Research/Genetic Toxicology《突变研究—遗传毒理学》ISSN: 0165-1218，Elsevier Science出版社，主要刊载化学物质的遗传毒性测试，以及对人类群体的遗传毒性效应、发育、进化的监督，监控等方面方面的文章。Mutation Research/Reviews in Mutation Research《突变研究－突变研究评论》荷兰ISSN:1383-5742，1964年创刊，全年6期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。主要刊载突变和疾病的关系，涵盖人类基因组研究进展(包括演变和功能基因突变检测技术)与临床应用遗传学、基因治疗、环境健康风险评估，遗传毒理学和环境突变(包括遗传因素调节活性剂环境)等方面的论文。Trends in Genetics《遗传学趋势》英国ISSN:0168-9525，1985年创刊，全年12期，Elsevier Science出版社，SCI收录期刊，SCI 2005年影响因子。权威专业性学术期刊，SCI收录期刊最高影响因子100种之一，刊载分子遗传学、变异、发育方面的评论、札记和书评，涉及临床遗传学、遗传学与社会、应用技术与人口遗传学等问题。
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