2018年基因组测序盘点——各种有趣的动物

【字体：大中小】 时间：2018年12月27日 来源：生物通

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　　2018年，各国科学家继续卯足了劲，对本国的珍（qi）稀（pa）动物进行基因组测序。他们的目标是保护濒危动物（如考拉、金枪鱼），对付入侵物种（如小龙虾、海蟾蜍），抑或是从中发现长寿的秘密（如乌龟、鹦鹉）。

与之前采用单一技术的研究不同，如今的基因组测序研究大多结合Illumina短读长和PacBio短读长两种测序技术，对基因组进行更全面地解析。伊蚊基因组测序工作甚至动用了五种技术，除了前面提到的两种之外，还有Bionano Genomics光学图谱、10x Genomics测序和Hi-C分析。多样化的技术自然奉献了高质量的伊蚊基因组。

此外，脊椎动物基因组计划（VGP）在今年9月发布了首批15个高质量的参考基因组，包括蝙蝠、鸭嘴兽、猞猁、鸮鹦鹉等。这些新基因组是迄今为止最完整的基因组，使得高质量动物参考基因组的数量增加了一倍。

通过这些基因组测序，我们又知道了动物的哪些小秘密？现在就来看看吧。

呆萌的考拉

论文标题：Adaptation and conservation insights from the koala genome
发表杂志：Nature Genetics

澳大利亚的研究人员近日利用PacBio长读长测序、Illumina短读长测序以及BioNano光学图谱，测序并组装了考拉基因组，产生了一个完整且连续的有袋类动物参考基因组。

大家都知道，考拉只吃桉树叶。不过，桉树叶的纤维含量特别高，毒性非常大，营养价值低，那么问题来了，考拉究竟是如何生存下来的？此外，野生考拉为什么容易受衣原体的感染？这些问题的答案都可以从考拉基因组中找到。

美味的小龙虾

论文标题：Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish
发表杂志：Nature Ecology and Evolution

德国分子生物学家Frank Lyko领导的团队对入侵生物小龙虾进行了基因组测序。De novo测序结果表明，上世纪90年代首次出现在德国水族馆内的原螯虾属“大理石纹鳌虾”（Procambarus virginalis）是两个不同品种的淡水螯虾的杂交产物。

第一只大理石纹螯虾如何获得孤雌生殖能力一直是个谜。Lyko认为，当环境温度突然发生变化，龙纹鳌虾（P. fallax）的一个精子或卵子恰巧被复制后，再被生活在同一个水族箱内的其他龙纹鳌虾品种的配子受精，胚胎意外地活了下来，新物种 – 大理石纹鳌虾 – 由此诞生。

从此，这种小龙虾就像开了挂，迅速生长和繁殖，并打遍天下鳌虾无敌手，成为臭名昭著的入侵生物。短短20多年，从水族箱里意外出生，到遍布陆地三大洲，大理石纹鳌虾终于在NCBI BioProject攻下一席之位，不可不谓两个世纪以来最彪悍的“虾生”。

恼人的蚊子

论文标题：Improved reference genome of Aedes aegypti informs arbovirus vector control
发表杂志：Nature

“春眠不觉晓，处处蚊子咬”。一只小小的蚊子，有时却让你整晚睡不好觉。此外，它还会传播多种疾病。每年全球大约有4亿人感染由埃及伊蚊（Aedes aegypti）传播的病毒，包括登革热、黄热病、寨卡和基孔肯雅病毒。

为此，伊蚊基因组工作组（Aedes Genome Working Group）的成员联合起来，获得了高质量的伊蚊基因组组装。他们使用了多种技术，包括PacBio长读长测序、Bionano Genomics光学图谱、Hi-C分析、10x Genomics的Chromium linked-read测序，以及Illumina的短读长测序。

通讯作者Benjamin Matthews表示：“为了有效地编辑蚊子基因组，你不仅要知道所涉及基因的序列，还要了解周围DNA区域的序列，这样你才知道应该从哪里下手。这也是完整基因组如此重要的原因。”

可怕的海蟾蜍

论文标题：Draft genome assembly of the invasive cane toad, Rhinella marina
发表杂志：GigaScience

入侵生物可不止小龙虾。1935年，102只海蟾蜍被引进澳大利亚，以控制甘蔗种植园内的甘蔗甲虫。没想到，此次行动完全是引火上身。由于缺乏天敌和竞争物种，海蟾蜍大量繁殖。如今，数百万只海蟾蜍正占据着澳大利亚超过120万平方公里的土地。

为了对付这个入侵物种，新南威尔士大学的病毒学家Peter White及其同事此次选择了长读长的PacBio RS II测序仪和短读长的Illumina HiSeq X测序仪对海蟾蜍的基因组进行测序。

他们希望以此为基础，设计出生物防治措施。White教授表示，团队必须确保生物防治措施不会影响本地的两栖动物。“我们不想引进会杀死青蛙或蝾螈的东西；它必须是针对海蟾蜍的，”他说。

千年老龟

论文标题：Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
发表杂志：Nature Ecology & Evolution

俗话说，千年的王八万年的龟。若论长寿，乌龟在动物界绝对是傲视群雄的。那么，乌龟究竟有什么长寿秘诀呢？科学家希望从它们的基因组中寻找线索，以便帮助人们对抗癌症和老年疾病。

近日，西班牙奥维耶多大学和美国耶鲁大学的研究人员测序了两只巨型陆龟的基因组：一只是大明星“孤独乔治（Lonesome George）”，它是加拉帕戈斯象龟平塔岛象龟亚种（Chelonoidis abingdonii）的最后一名成员；另一只是亚达伯拉象龟（Aldabrachelys gigantea），是印度洋上唯一现存的巨型龟类。

研究人员结合了Illumina短读长和PacBio长读长两种测序技术来解析两种巨型陆龟的基因组。这项工作鉴定出与DNA修复、代谢调控、免疫反应以及癌症发展相关的基因。