编辑推荐：
牛筋草（Eleusine indica）是全球分布的恶性杂草，影响作物生长。研究人员对韩国本土牛筋草进行基因组测序与组装，构建出高质量染色体水平基因组，这有助于理解其遗传多样性与适应性，为杂草管理和作物保护提供关键资源。
在广袤的农田里，牛筋草（
Eleusine indica）就像一群不速之客，肆意生长。它是全球分布的杂草，具有很强的入侵性，与农作物争夺阳光、水分和养分等关键生存资源。在水稻产区，每株牛筋草能产生约 40,000 颗种子，且分蘖能力强，严重影响作物产量。虽然此前已有中国牛筋草染色体水平基因组的相关研究，但野生牛筋草种群间遗传变异性高，不同地理种群的基因组差异显著。为全面了解牛筋草的遗传特性，制定更有效的杂草管理策略，来自韩国忠南国立大学（Chungnam National University）的研究人员开展了针对韩国本土牛筋草种群的基因组研究。
这项研究成果发表在《Scientific Data》上，为深入了解牛筋草的遗传奥秘提供了关键信息。
研究人员运用了多种先进的技术方法。首先，从韩国济州岛采集牛筋草种子，培养后收集新鲜幼叶。利用 PacBio 长读长测序、Illumina 短读长测序和 Pore-C 测序技术对基因组进行测序。之后，通过构建文库、测序及一系列生物信息学分析流程，如使用 NextDenovo 进行基因组组装、Pore-C Snakemake 和 3D - DNA 进行染色体挂载等，完成了牛筋草基因组的组装和注释。
在研究结果方面：
- 基因组组装：研究成功构建出韩国牛筋草高质量染色体水平基因组，其大小约为 478 Mb，98.48% 的基因组成功锚定到 9 条假染色体上。初始草案基因组包含 255 个重叠群，经后续处理，最终得到染色体尺度的组装，总长度达 505 Mb。
- 基因组特征分析：基因组中重复序列占比 59.76%，其中长末端重复（LTR）元件占 39.93%，包括 23.76% 的 Gypsy 元件和 12.64% 的 Copia 元件；DNA 转座子占 2.40% 。通过 K - mer 分析估计基因组大小为 478 Mb，杂合度为 0.68%。
- 基因预测与注释：预测出 26,836 个蛋白质编码基因。利用多种数据库进行功能注释，在不同数据库中注释的基因比例各异，如在 NCBI 非冗余蛋白质数据库（nr）中注释率为 97.01%，在 Uniprot 中为 96.12% 等。
- 基因组质量评估：通过 BUSCO 分析评估基因组组装和蛋白质编码基因预测的质量，结果显示完整性超过 98.7%。同时，研究还进行了 RNA - Seq 验证、LAI 评分计算和共线性分析等，进一步验证了基因组的高质量。
研究结论表明，韩国牛筋草的基因组组装为理解该物种的遗传多样性和适应性提供了重要资源。从生态和进化角度看，不同地区牛筋草的遗传差异揭示了环境压力对其适应性的影响，有助于制定区域化的杂草管理策略。在种群特异性适应方面，对韩国种群的研究能探索其独特的遗传机制，如对当地除草剂的抗性、对区域胁迫因素的耐受性等。此外，该研究成果为未来牛筋草泛基因组项目奠定了基础，有助于深入研究牛筋草的入侵性和除草剂抗性等遗传基础，在作物保护、除草剂抗性管理策略开发和牛筋草属进化研究等方面具有重要应用价值。
