植物基因组之群芳会

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木棉
春深绝不见妍华，极目黄茅际白沙。
几树半天红似染，居人云是木棉花。——刘克庄《潮惠道中》

物种名：木棉（Bombax ceiba）[1]科属：木棉科木棉属基因组大小：895 Mb组装策略：PacBio+BioNano组装指标：Contig N50=1.0 Mb；Scaffold N50=2.06 Mb发表期刊：Giga Science发表年份：2018研究内容：研究对木棉进行全基因组测序，绘制木棉基因组草图，并进行基因注释，鉴定了大量的SSR及ncRNA。研究还分析了木棉的进化地位及其基因家族的收缩扩张等。

兰花

兰生幽谷无人识，客种东轩遗我香。

知有清芬能解秽，更怜细叶巧凌霜。

根便密石秋芳早，丛倚修筠午荫凉。

欲遗蘼芜共堂下，眼前长见楚词章。

——刘灏《广群芳谱》

物种名：深圳拟兰（Apostasia shenzhenica）[2]科属：兰科兰属基因组大小：349Mb组装策略：Illumina +PacBio+10x Genomics组装指标： Contig N50=80.1 Kb；Scaffold N50= 3.029 Mb发表期刊：Nature发表年份：2017研究内容：研究对深圳拟兰进行全基因组测序，还对小兰屿蝴蝶兰、铁皮石斛进行全基因组重测序，并结合其它兰科和非兰科植物的转录组及其基因功能分析，揭示了兰花的起源及其多样性形成的分子机制和演化路径。
向日葵四月清和雨乍晴，南山当户转分明。
更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾。——司马光《客中初夏》

物种名：向日葵（helianthus annuus）[3]科属：菊科向日葵属基因组大小：3.6Gb组装策略：PacBio组装指标：Scaffold N50=524kb发表期刊：Nature发表年份：2017研究内容：研究解析了向日葵的基因组，并进行了比较基因组和全基因组分析，为菊科植物的演化带来了启示。研究揭示了向日葵花期和油脂代谢这两大育种性状的遗传网络，并在这些网络中发现了新的候选基因。研究还发现向日葵的花期网络是由最近的全基因组倍增造就的。

石榴

似火山榴映小山，繁中能薄艳中闲。

一朵佳人玉钗上，只疑烧却翠云鬟。

——杜牧《山石榴》

物种名：石榴（Punica granatum L.）[4]科属：石榴科石榴属基因组大小：357Mb组装策略：Illumina组装指标: Contig N50=66.97kb；Scaffold N50=1.89Mb发表期刊：Molecular Plant发表年份：2017研究内容：研究组装出328Mb的石榴基因组，包含了29,229个基因。分析发现石榴在与桉树分化之前经历了一个特异性的WGD事件。研究还发现，石榴珠被发育基因处于正选择状态，可能对石榴果实可食部分种皮肉质外层的发育有潜在的贡献。研究还对石榴的基因家族进行了鉴定与分析。

 牵牛花
绿蔓如藤不用栽，淡青花绕竹篱开。
披衣向晓还堪爱，忽见晴蜓带露来 。

——陈宗远《牵牛花》

物种名：牵牛花（Ipomoea nil）[5]科属：旋花科牵牛属基因组大小：750Mb组装策略：Illumina+PacBio组装指标：Contig N50=1.87Mb；Scaffold N50=2.88Mb发表期刊：Nature Communications发表年份：2016研究内容：研究成功解码了牵牛花基因组，为拥有深绿色、厚实、褶皱叶子的矮牵牛突变体的基因调控机理解析提供了参考。通过对这些突变体的详细分析，发现了很多决定花瓣、叶子形状以及花色和花纹的基因。同时还发现了一种植物激素生物合成基因，这种基因可受到突变体中转座子的干扰。
长春花一枝才谢一枝殷，自是春工不与闲。纵使牡丹称绝艳，到头荣瘁片时间。——朱淑真《长春花》
物种名：长春花（Catharanthus roseus）[6]科属：夹竹桃科长春花属基因组大小：738Mb组装策略：Illumina组装指标: Scaffold N50=26 kb发表期刊：The Plant Journal发表年份：2015研究内容：研究构建了长春花基因集，提供了一个近乎全面的基因信息，并揭示了长春花的生物活性物质MIA的生物合成途径中的关键基因。基因组序列还促进了高分辨率的共表达分析，揭示了MIA通路中三个不同的共表达簇。
莲花
水陆草木之花，可爱者甚蕃。晋陶渊明独爱菊。自李唐来，世人甚爱牡丹。予独爱莲之出淤泥而不染，濯清涟而不妖，中通外直，不蔓不枝，香远益清，亭亭净植，可远观而不可亵玩焉。
——周敦颐《爱莲说》
物种名：莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）[7]科属：睡莲科莲属基因组大小：929 Mb组装策略：Illumina + Roche 454组装指标：Contig N50=38.8kb；Scaffold N50=3.4Mb发表期刊：Genome Biology发表年份：2013研究内容：研究组装了中国莲基因组，发现莲基因组缺少在其他双子叶植物中观察到的古三倍化现象，但莲基因组中存在一种谱系特异的基因组复制现象。莲的基因组演化速率缓慢，其核酸突变速率比葡萄低了30%。缓慢的核酸突变速率使莲成为重建双子叶植物泛基因组以及单、双子叶基因组比较分析的重要材料。
梅花
墙角数枝梅，凌寒独自开。
遥知不是雪，为有暗香来。
——王安石《梅花》
物种名：梅（Prunus mume）[8]科属：蔷薇科杏属基因组大小：280M组装策略：Illumina+光学图谱组装指标：Contig N50=31.8 kb；Scaffold N50= 1.1Mb发表期刊：Nature Communications发表年份：2012研究内容：研究组装获得了首个梅基因组，结合现有数据，成功地重建了蔷薇科9个祖先染色体，并描绘了3个主要亚科的染色体融合、分裂和复制事件。对梅进行转录组测序和全基因组分析，揭示了调节梅花早期开花、细菌感染免疫和花香生物合成的分子机制。
植物基因组比动物基因组复杂得多，其基因组普遍存在多倍性、高重复、高杂合等特点，是植物基因组测序组装的主要难点。武汉未来组基于三代测序平台（PacBio和Nanopore）、BioNano光学图谱和Hi-C染色体构象捕获技术，克服植物基因组中高杂合高重复的难点，已完成多种植物基因组及转录组测序项目，如木棉、杜仲、水稻、棉花和矮牵牛等，合作研究成果已有多篇发表于国际知名学术期刊。您还等什么呢？抓紧时间上车吧！
参考文献[1] Gao, Y. et al. De novo genome assembly ofthe red silk cotton tree (Bombax ceiba). Giga Science, giy051-giy051 (2018).[2]Zhang G Q, Liu K W, Li Z, et al. The Apostasia genome and the evolution of orchids[J]. Nature, 2017, 549(7672): 379.[3]Badouin H, Gouzy J, Grassa C J, et al. The sunflower genome provides insights into oil metabolism, flowering and Asterid evolution[J]. Nature, 2017,546(7656): 148.[4]Qin G, Xu C, Ming R, et al. The pomegranate (Punica granatum L.) genome and the genomics of punicalagin biosynthesis[J]. The Plant Journal, 2017.[5]Hoshino A, Jayakumar V, Nitasaka E, et al. Genome sequence and analysis of the Japanese morning glory Ipomoea nil[J]. Nature communications, 2016, 7: 13295.[6]Kellner F, Kim J, Clavijo B J, et al. Genome‐guided investigation of plant natural product biosynthesis[J]. The Plant Journal,2015, 82(4): 680-692.
[7]Ming R, VanBuren R, Liu Y, et al. Genome of the long-living sacred lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.)[J]. Genome biology, 2013, 14(5): R41.
[8]Zhang Q, Chen W, Sun L, et al. The genome of Prunus mume[J]. Nature communications, 2012, 3: 1318.
未来组部分三代植物项目文章
未来组三代基因组项目再出新篇！“英雄树”木棉基因组草图首发
绘制杜仲基因组精细图，探究杜仲的异戊二烯生物合成及环境适应机制
未来组项目文章 | 又发了一篇全长转录组文章，还是复杂的异源四倍体棉花
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