《The Scientist》：2013年度热门基因组研究

    2013年末，《科学家》（The Scientist）杂志盘点了 2013 年度的高引基因组研究论文，一起来了解下有哪些基因组论文受到了研究人员的热捧。

斑马鱼基因组

种属：Zebrafish, Danio rerio

基因组大小：~1.41 billion base pairs

斑马鱼（Danio rerio）是广泛用于遗传学、发育和疾病研究的重要模式生物，其透明胚胎特别容易观察。此外，这种小鱼既容易培养成本又低。近十年来，人们在不断完善斑马鱼的基因组草图。不过直到今年四月，人们才zui终获得了高质量的斑马鱼参考基因组。

来自英国桑格研究所的科学家们，在斑马鱼的基因组中发现了26,000个蛋白编码基因，这是已测序脊椎动物中zui多的。研究显示，斑马鱼70%的基因与人类基因直系同源。他们在同期Nature上还发表了另一篇文章，通过诱变和测序，在斑马鱼基因组中鉴定了10,000多个蛋白编码基因的功能。研究人员希望，高质量的斑马鱼基因组，能够帮助人们增进对人类疾病的认识。

挪威云杉

种属：Norway spruce, Picea abies

基因组大小：19.6 billion base pairs

挪威云杉（Picea abies）广泛分布于北半球，是*个被测序的裸子植物，其基因组发表在Nature杂志上。研究显示，挪威云杉拥有巨大的基因组，但其中只有28,000个基因，数量与拟南芥差不多（拟南芥的基因组只有135 million bp）。研究人员发现，形成这种超大基因组是因为，挪威云杉无法有效清除转座子元件。随后，他们对另外五种针叶树进行测序，并将这些低覆盖度的基因组草图与云杉基因组进行比较。研究显示，转座子元件在这类植物中非常普遍。“这些树的基因组序列，不仅能帮助我们理解过去，还可以增进我们对目前北半球森林的理解，"北卡罗来纳州立大学的Ronald Sederoff说。

古老的腔棘鱼

种属：African coelacanth, Latimeria chalumnae

基因组大小：~2.86 billion base pairs

四月份Nature发布了非洲腔棘鱼（Latimeria chalumnae）的基因组，引起了进化生物学家的强烈兴趣，这种动物的形态与陆生脊椎动物的鱼类祖先非常相似。腔棘鱼曾被认为已在七千万年前灭绝，直到上世纪三十年代，人们才在南非发现了一只。自此以后，人们总共只找到过309条腔棘鱼。研究人员测序了腔棘鱼的基因组，发现与肺鱼、鸡和哺乳动物相比，其蛋白编码基因演化得非常慢。此外，与腔棘鱼相比，肺鱼与四足动物的亲缘更近。

研究显示，腔棘鱼与四足脊椎动物共享的一个基因片段，可能启动了四肢的进化。该基因片段能促进一个基因簇的表达，而该基因簇涉及了手指、手腕、脚踝和脚趾中的骨头形成。文章指出，这些基因可能帮助陆生动物的鱼类祖先，生成适应陆地的四肢。

小菜蛾

种属：Diamondback moth, Plula xylosla

基因组大小：~3.4 billion base pairs

小菜蛾（Plula xylosla）对十字花科的蔬菜危害很大（包括卷心菜和花椰菜），每年造成四十亿到五十亿美元的经济损失。上世纪九十年代以来，小菜蛾发展出了对杀虫剂的抗性。今年 1 月，由福建农林大学和华大基因（BGI）领导一个团队，测序了小菜蛾的基因组，发表在Nature Genetics杂志上。他们鉴定了大约18,000个蛋白编码基因，其中超过1,400个是小菜蛾*的基因。研究显示，这些*基因涉及了对植物防御素的感知和抵抗，参与了对环境信息的处理和应答。这些基因让小菜蛾拥有了很强的抗压能力。研究人员将小菜蛾基因组与其他昆虫相比较，发现其解毒基因附近，在近两百万年以内发生了转座子扩增。而这一现象让小菜蛾得以快速演化出对杀虫剂的抗性。

家山羊

种属： Yunnan black goat, Capra hircus

基因组大小：~2.9 billion base pairs

2012 年 12 月，华大基因和中科院昆明动物研究所合作，在《Nature Biotechnology》杂志上发布了*个山羊基因组。研究人员对一只雌性家山羊（Capra hircus）的肝脏组织 DNA 进行了测序。他们注释了超过 22,000 个蛋白编码基因，和将近 490 个 miRNA 基因。此外，研究人员还对内蒙古绒山羊的两种毛囊进行了测序和比较，一种生成典型的山羊毛，而另一个生成柔软的羊绒纤维。他们发现，这两种不同类型的毛囊中，有51个基因发生了差异性表达。研究显示，这些差异化表达的基因，大多编码角蛋白或角蛋白辅助蛋白。这些宝贵信息可以帮助人们培育新品种，以获得更柔韧的羊绒。

——源自《生物360》