Aspergillus nidulans CS2498菌株纳米孔测序端粒到端粒全基因组组装

《Microbiology Resource Announcements》：Telomere-to-telomere genome assembly of Aspergillus nidulans CS2498 with resolved centromeric regions

　　

摘要

Aspergillus nidulans（曲霉模式菌株）是一种研究充分的真菌模式生物，常用于解答基础的遗传学、表观遗传学和细胞生物学问题。本研究呈现了Aspergillus nidulans CS2498菌株八条染色体纳米孔测序reads的无间隙端粒到端粒组装，包括着丝粒区域。

公告

Aspergillus nidulans是研究简单真核生物分子生物学基础和应用的常用模式生物。A. nidulans的基因组最早由Galagan等人于2005年发表(1)。自那时以来，测序技术已取得长足进步，因此该基因组序列缺少大部分端粒和着丝粒区域。然而，这些区域对于更好地理解染色体生物学和表观遗传调控（包括异染色质形成）至关重要。

本研究完成了A. nidulans的全基因组组装。DNA从菌株CS2498 - veA1, pabaA1 (CS2498, Pontecorvo 1953 [2])中分离，该菌株是我们实验室使用的野生型参考菌株。按照CENIS方案(3)分离DNA，随后使用Oxford Nanopore MinION流动池（维也纳生物中心）进行测序，参数如下：模型：dna_r10.4.1_e8.2_400bps_sup@v5.0.0；碱基调用：dorado 0.8.3版；试剂盒：SQK-NBD114-96。评估时使用默认参数，另有说明者除外。总长度8.97 Gb（N50 = 5,136）的reads使用Flye（2.5.9版）(4)(flye-raw)进行de novo组装。组装结果使用RACON（1.5.0版）(5)进行三轮修正，随后使用BUSCO（6.0.0版）(6)和ascomycota_odb10数据库评估组装质量，完整性达到99.5%。进一步使用QUAST（5.2.0版）(7)进行质量评估，发现重复比为1.003，GC含量为50.13%，低于现有参考基因组的50.50%，这归因于AT丰富的着丝粒区域被纳入实际序列中。下一步，我们使用端粒到端粒工具包quarTeT（v 1.2.4版）(8)鉴定着丝粒和端粒区域。使用QuarTeT teloexplorer（min_repeat_times 10）鉴定染色体端粒区域(表1)，并使用quarTeT centrominer进一步预测着丝粒候选区域。与A. nidulans FGSC A4参考基因组相比，我们在第5条染色体上鉴定到一个约400 kb的大倒位。为了使注释在现有参考基因组和新组装之间保持一致，我们使用liftoff（1.6.3版）(9)在考虑现有参考基因组的情况下修改了GFF文件。

表1

表1 de novo组装中纳米孔reads的染色体长度、与参考菌株A4的比较，以及在各染色体末端鉴定到的端粒重复单体（AAGGTCT）数量，底部标注全基因组大小

染色体	染色体长度_CS2498	染色体长度_A4	左侧端粒重复	右侧端粒重复
ChrI	3,758,513	3,704,807	14	12
ChrII	4,027,667	4,011,161	13	13
ChrIII	3,458,650	3,412,996	20	15
ChrIV	2,816,528	2,831,538	14	15
ChrV	3,208,243	3,145,033	18	15
ChrVI	3,392,247	3,354,444	12	10
ChrVII	4,551,670	4,492,219	19	11
ChrVIII	4,899,177	4,876,093	11	14
基因组	30,112,695	29,828,291	?	?

致谢

本工作由奥地利科学基金会（FWF）资助，涉及以下项目：真菌硝酸盐信号转导（Grant-DOI 10.55776/P36690）、真菌BGC染色质动态解码（Grant-DOI 10.55776/P36300）、腐生和致病真菌RimO激酶网络（Grant-DOI 10.55776/PAT1189024）。