新方法破解高杂合物种单倍型基因组组装难题

花粉对人工染色体进行单倍型研究综述。南京农业大学供应图

最近，南京农业大学梨工程技术研究中心的张少玲教授的团队在《基因组研究》在线发表了最新的研究论文。本研究将单花粉原生质体分离的新方法与单细胞DNA扩增技术相结合，利用“条形码”生物信息学策略整合了12个花粉细胞的单倍体特征序列数据，从而为解决高杂合物种的单体型基因组组装提供了一种新方法。

本文的通讯员张少玲介绍说，目前基因组组装大多采用二倍体或多倍体材料直接混合测序组装。对于一些杂合性低、重复序列比例低的物种，单体型基因组组装的难度不是很突出。然而，对于一些长期以来自交不亲和和远缘杂交的物种来说，很难组装单倍型基因组。这不利于进一步研究这些物种的再测序、进化和基因功能。

张少玲的团队在2012年成功组装了世界上第一个梨基因组。本研究在梨基因组测序的基础上，利用12个花粉单细胞对构建的38000条人工染色体进行单体型，成功组装了两套单体型基因组。这种方法被称为条形码。

该论文的合著者、南京农业大学教授吴军介绍说，他们用这种方法鉴定了原始参考基因组中8.12%的杂合性嵌合装配基因，并系统地分析了确定的基因组(砀山酥梨)的两个单倍型之间的差异。该方法不仅可以通过花粉对BAC进行分类，还可以结合多种长阅读和长测序技术来解决已经测序或尚未测序的复杂植物基因组的单体型基因组组装。

该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金重点项目的支持。

相关论文信息:https://doi.org/10.1101/gr.251033.119