芒果泛基因组揭示参考基因组偏差对基因组分析的深远影响

本研究为解决参考基因组偏差对基因组分析准确性的影响问题，研究人员构建了芒果高质量单倍型分型的端粒到端粒(T2T)基因组和泛基因组，通过比较不同参考基因组对变异检测、群体遗传分析和功能注释的影响，发现泛基因组能显著降低参考偏差，提高结构变异(SV)检测灵敏度，为基因组学研究提供了新的参考标准。

　　

在基因组学研究中，参考基因组的选择直接影响变异检测的准确性和后续分析结果。然而，参考基因组偏差问题长期被忽视，尤其是对于高度杂合的物种如芒果。传统单一参考基因组无法涵盖物种全部遗传多样性，导致变异检测不全、功能注释偏差等问题。中国农业科学院农业基因组研究所等机构的研究人员通过构建芒果高质量单倍型分型T2T基因组和泛基因组，系统评估了不同参考基因组对基因组分析的影响，相关成果发表在《Horticulture Research》上。

研究采用PacBio HiFi测序、ONT超长读长测序和Hi-C技术构建了芒果'Alphonso'品种的T2T基因组，整合多个已发表基因组构建泛基因组。通过比较传统参考基因组(Mindica_2.1)、单倍型基因组(ALT2T_HAP1/HAP2)和泛基因组在56个芒果品种重测序数据中的表现，评估了参考基因组选择对变异检测、群体结构和功能分析的影响。

Haplotype-resolved T2T gap-free reference genome for mango
研究人员利用HiFi和Hi-C数据构建了芒果首个单倍型分型的T2T基因组，填补了之前基因组中的缺口，识别了端粒和着丝粒区域。两个单倍型基因组ALT2T_HAP1和ALT2T_HAP2分别包含41,423和40,794个蛋白编码基因，其中4,008和467个基因为各自单倍型特有。转座元件分析显示TIRs和LTR-RTs是主要转座类型。

A Comparison of Variant Calling Efficiency Using Different Reference Genomes
比较分析显示，泛基因组在比对率和覆盖深度上表现最佳，检测到的SNP数量与单倍型基因组相近(差异仅0.47%)，但SV检测数量显著提高约50%。SV密度图显示泛基因组在某些区域可检测到250个SV，而单倍型基因组最多仅45个。

Genetic Diversity Analysis Using Different Reference Genomes
基于不同参考基因组的系统发育分析显示，泛基因组能更好地区分栽培种和野生种，揭示出M. odorata和马来西亚野生种与栽培品种的基因交流。PCA分析结果在不同参考基因组间较为一致，但群体混合分析显示参考基因组选择会影响群体结构推断。

Genetic Differentiation between Cultivated and Wild Mango Populations Using Different Reference Genomes
F_ST分析发现，不同参考基因组检测到的遗传分化区域存在差异。泛基因组在2号染色体上检测到高F_ST值区域(0.523)，包含与抗病相关的LECRKS6基因，而其他参考基因组未发现该区域。GO富集分析显示，不同参考基因组富集到的生物学过程存在差异，但花发育、磷脂酰肌醇代谢等过程在不同基因组中均显著富集。

Artificial Selection in Mango Domestication Using Different Reference Genomes
选择性清除分析显示，泛基因组检测到的选择信号区域更多，CLR值范围更大(达300)。单倍型基因组间也存在差异，如ALT2T_HAP2在7号染色体检测到两个选择区域而ALT2T_HAP1未检测到。GO分析显示不同参考基因组富集到的选择相关基因功能存在差异，但根系发育、次生细胞壁形成等过程在不同基因组中均显著富集。

Structural Variation Hotspot Detection Across Populations Using Different Reference Genomes
SV热点分析发现，泛基因组检测到的SV热点区域更多，且每个区域的SV数量更高(7-17个)。值得注意的是，所有参考基因组均在6号染色体RAE1-like基因附近检测到SV热点，该基因与果实酸度调控相关。GO分析显示细胞壁组织、应激响应等过程在不同基因组中均显著富集。

该研究首次系统评估了参考基因组选择对芒果基因组分析的影响，证明泛基因组能显著降低参考偏差，提高SV检测灵敏度。研究构建的高质量T2T基因组和泛基因组为芒果功能基因组学和育种研究提供了宝贵资源。发现的选择信号基因为解析芒果驯化历史提供了新线索，而SV热点区域的鉴定为果实品质改良提供了候选靶点。这些发现不仅对芒果研究具有重要意义，也为其他作物的基因组学研究提供了重要参考。