日本人群特异性参考基因组JG2发布：大幅提升基因组覆盖度与变异检测精度的更新版本

为解决日本人群遗传变异精准解析的瓶颈，研究团队基于Hi-C测序与相位组装技术，对JG1参考基因组进行系统性升级，构建了染色体级别的JG2参考基因组。新版本涵盖3,115,695个变异位点（其中298,644个在3.5KJPNv2面板中AF=1.0），N50提升至152,668,378 bp，显著增强了对日本人群特异变异的代表性。该成果为东亚人群遗传研究提供了高精度资源，发表于《Human Genome Variation》。

　　

尽管人类参考基因组GRCh38和T2T-CHM13为全球遗传研究提供了重要基础，但不同人群特有的遗传变异仍难以被标准参考基因组全面捕获。尤其是日本人群，其基因组中存在大量群体特异性单核苷酸变异（SNV）、短插入缺失（indel）和结构变异，而基于欧美人群构建的参考基因组可能导致变异检测偏差。此前开发的JG1参考基因组虽初步解决了这一问题，但仍存在序列不完整、注释有限以及对日本主流变异代表性不足等缺陷。

为了突破这些限制，日本东北大学的研究团队在《Human Genome Variation》发表了JG2——一个全新升级的日本人群特异性参考基因组。JG2基于与JG1相同的三名日本男性志愿者（jg1a、jg1b、jg1c）的数据，但通过引入Hi-C测序、相位感知组装和多重meta-assembly策略，实现了基因组连续性、单倍型分辨率和变异代表性的显著提升。

研究采用多项关键技术：

利用PacBio RS II长读长测序数据，通过FALCON、FALCON-unzip和FALCON-Phase进行相位组装，生成每个个体的两个单倍型组装结果；使用Hi-C数据（Mbol和HindIII酶切）进行染色质构象辅助 scaffolding，提升组装连续性和准确性；整合Bionano光学图谱与Oxford Nanopore长读长数据，通过SALSA2和Metassembler进行混合scaffolding与meta-assembly；基于3.5KJPNv2等位基因频率面板，采用多数等位基因决策策略，剔除稀有变异，增强群体代表性；利用遗传图谱和辐射杂交图谱进行染色体锚定，保证组装独立性。

基因组组装与质量评估

JG2最终包含22条常染色体、X和Y染色体、1条线粒体染色体及1148条未定位支架，总长度约3.1 Gb。 scaffold N50达到152,668,378 bp，较JG1（141,953,703 bp）显著提升。与GRCh38相比，JG2覆盖其91.11%序列且平均一致性达99.80%。 intentional gap（端粒、着丝粒和异染色质区域）占总gap的93%，表明复杂区域被系统标注而非忽略。

变异代表性分析

JG2携带3,115,695个变异位点，其中298,644个SNV在3.5KJPNv2面板中的等位基因频率（AF）为1.0，即全部日本个体在这些位点均与JG2一致。这一数字显著高于JG1（246,464），证明JG2更好地代表了日本人群的主要等位基因谱。此外，AF≥0.99和≥0.90的位点分别达366,364和624,847个。

实际应用验证

使用104名JPT（1000基因组计划中的日本东京样本）的全基因组数据，以JG2和GRCh38分别作为参考进行变异检测。结果显示，JG2作为参考时检测到的SNV（平均2,920,870）和indel（平均771,343）数量均低于GRCh38（SNV: 3,772,565；indel: 862,144），表明JG2减少了由于参考基因组偏差导致的假阳性变异调用。

JG2通过相位组装和多重整合策略，实现了对日本人群基因组的高分辨率解析。其核心进步在于：单倍型分辨率的引入使个体变异得以准确表征；meta-assembly策略整合了最优局部序列，提升组装完整度；等位基因频率导向的筛选确保了参考基因组的群体代表性。尽管JG2在端粒和着丝粒区域仍依赖N占位符，未达到T2T联盟的完整度，但其作为人群特异性参考基因组的实用性和准确性已得到充分验证。该资源将通过jMorp平台开放访问，为日本及东亚人群的遗传病研究、群体进化分析和精准医学实践提供关键基础设施。