河北大学公布全球首个燕麦多组学数据库

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关键词：

来源：

Molecular Plant

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//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/39800cb8-b82e-47b9-a5e6-e2dfc50e1f24

来源地址：

https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(25)00027-9

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-01-08

摘要：

2025年1月8日，河北大学杜会龙教授团队在国际权威期刊Molecular Plant上在线发表了题为A gap-free complete genome assembly of oat and OatOmics, a multi-omics database 的论文，公布了全球首个超过10 Gb的T2T（端粒到端粒）无间隙栽培六倍体燕麦的参考基因组，并整合基因组、群体变异组、转录组、表型组、重要农艺性状相关基因等信息建立了全球首个燕麦多组学综合数据库OatOmics，为燕麦功能基因组学等基础研究和分子育种等应用研究提供了全面的共享平台。燕麦（Avena sativa L.）是全球重要的优质饲草和粮食作物，因其营养价值与广泛用途备受关注。在“大食物观”背景下，燕麦在粮食安全与农业可持续发展中地位显著提升。然而，燕麦基因组研究面临重大挑战，其基因组超大（>10 Gb）、高重复和异源多倍体等特性导致解析难度极高。基于传统技术的组装结果普遍存在断裂与覆盖不足的问题。同时，尽管燕麦种质资源丰富，但群体水平的基因型、表型、多组学数据及数据库缺乏，极大地限制了燕麦功能基因组学研究和分子设计育种的推进。特别是，关键农艺性状的功能基因研究基础薄弱，使得高产、优质、抗病、耐逆等性状的改良难以实现规模化应用。新一代基因组学技术的进步，为燕麦完整基因组解析和高质量参考序列构建提供了新希望，而结合多组学数据的整合分析，有望系统地揭示燕麦关键功能基因及调控机制，加速分燕麦子辅助设计育种的实现。这不仅将推动燕麦在农业体系中的广泛应用，也为应对粮食安全和气候变化挑战提供了重要科学支撑。研究团队综合运用PacBio HiFi、ONT、Illumina和Hi-C等测序技术，成功构建了栽培燕麦完整的基因组图谱，其大小达10.99 Gb，该组装结果覆盖了所有21个着丝粒和42个端粒区域。后续质量评估显示，该基因组组装具有高连续性、完整性和准确性。该基因组组装不仅弥补了先前组装的空白，而且为揭示燕麦基因组的“暗物质”区域的进化和功能提供了前所未有的机会。在无间隙燕麦基因组组装基础上，研究者们可以更精确地定位和解析基因组中的功能性基因区域，包括与农艺性状相关的基因，为后续的基因功能研究和育种工作提供了坚实的基础。这一突破性的成果不仅为燕麦基因组学研究开辟了新天地，也为其他类似大规模、复杂基因组的组装提供了宝贵的参考。