【聚焦】深圳中科院仙湖植物园万涛研究员:百岁兰基因组揭示其在沙漠极端干旱环境下的长寿机制

植物基因组通常较大、高度重复且呈现多种倍性,因而使用短读长测序技术时难以对其进行测序和组装。对长和超长 DNA 片段进行测序时,读长可长达 4 Mb,纳米孔技术能够强化植物基因组组装,从而解析复杂的重复区域、结构变异、转座子和转基因插入。通过对天然 DNA 进行直接、无扩增测序,保留并同步检测修饰碱基及核苷酸序列。

深圳中国科学院仙湖植物园植物研究中心万涛博士与贝纳基因共同合作,利用纳米孔超高通量测序平台PromethION,结合其他测序平台,对裸子植物百岁兰进行染色体水平的基因组组装、甲基化和转录组分析,以探索其生物学特性。研究成果发表在《Nature Communication》。

9月16日,我们邀请到深圳中国科学院仙湖植物园植物研究中心万涛研究员,在线上分享他们利用纳米孔长读长测序平台进行百岁兰基因组研究的经验和成果。

嘉宾简介

万涛 研究员

深圳中科院仙湖植物园

武汉大学植物学博士,教授级高级工程师,现任深圳市中国科学院仙湖植物园植物研究中心副主管,深圳市南亚热带生物多样性重点实验室副主任,中国科学院中-非联合研究中心骨干科学家,中国科学院武汉植物园客座教授,武汉大学,湖北民族大学校外硕士生导师。万涛课题组长期关注买麻藤类植物的系统演化、生态适应及传粉生物学特征等方面,利用比较基因组学、分子生物学、细胞生物学等学科交叉研究,旨在探讨早期种子植物基因组演化规律及其适应性的进化意义

演讲摘要

百岁兰(Welwitschia mirabilis)又名千岁兰,是买麻藤类单种科百岁兰科孑遗植物,系裸子植物中唯一的草状木本,是罕见的植物。化石记录百岁兰曾广泛分布在巴西、葡萄牙等地。随着大陆板块分裂,气候骤变,自然居群幸存于如今的安哥拉与纳米比亚沙漠。万涛课题组在Nature Communications首次公开发表了百岁兰高质量染色体级别基因组,通过全基因组测序、甲基化测序等手段,揭示了百岁兰的基因组演化与所经历的地质环境剧变和持续高温干旱影响有较强的关联性,趋向小且“低能耗”,重度甲基化和CHH位点调节,有效地保证了百岁兰基因组在世代交替过程中的完整性,而特异性降低的细胞生长速率、细胞内稳态建成使百岁兰的两片叶子缓慢而健康的生长。百岁兰基因组为后续研究提供了基础,进一步的比较研究增加了我们对植物适应环境能力的理解,该研究为恶劣环境中植物的适应与进化提供了有价值的研究模型。

王小薇

Oxford Nanopore Technologies大客户经理,常驻上海

厦门大学生物系本科,硕士,上海交大安泰MBA在读,10年分子生物学和高通量测序领域从业经验。先后就职于华大基因,德国QIAGEN等行业知名企业的研发,技术支持和市场部门。

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