大绒鼠基因组测序组装注释与演化特征研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nathan_zk
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大绒鼠(Eothenomys miletus)是啮齿目(Rodentia)、仓鼠科(Circetidae)、绒鼠属(Eothenomys)的代表物种,主要分布于横断山脉附近,为中国的固有物种。大绒鼠是云南野鼠鼠疫自然疫源地的主要宿主之一,同时是也是汉坦病毒的自然宿主,是云南优势鼠种。本研究利用二代测序、三代测序和Hi-C技术对大绒鼠基因组序列图谱进行了绘制,首次得到了一个高质量的大绒鼠全基因组序列,利用比较基因组分析,对大绒鼠性状形成的进化机制做出解释。研究结果如下:1.对大绒鼠进行全基因组测序得到163.36 Gb的Illumina数据、309.56 Gb的Pac Bio数据以及359.68 Gb Hi-C测序数据,组装得到染色体水平的大绒鼠基因组2.97 Gb,其contig N50长度5.07 Mbp,Scaffold N50长度为98.00 Mbp。大绒鼠基因组测序应用了多种测序技术,总测序深度达到了302×,保证了大绒鼠基因组上单碱基的准确性。CEGMA和BUSCO评估分别显示93.15%的真核生物保守基因和94.9%哺乳动物直系同源单拷贝保守基因被完整组装出来,说明组装的大绒鼠基因组较好的完整性。2.为了提高大绒鼠基因组注释的准确性,我们对大绒鼠的五个组织(脑、肝、脾、肺和肾)进行了转录组测序。对各种注释方法得到的结果进行整合去冗余,结果显示大绒鼠基因组包含了21,482个蛋白质编码基因,其中99.4%的基因能够预测出功能。此外,大绒鼠基因组还包含了40.37%重复序列,和0.06%的非编码RNA基因。3.对大绒鼠与其他哺乳动物进行了比较基因组分析,结果显示与大绒鼠亲缘关系最为接近的是同为田鼠亚科的橙腹草原田鼠,大约在390万年前分化出来。同最近祖先相比,大绒鼠545个基因家族发生了扩张,424个基因家族发生了收缩,共筛选出2,241个正选择基因,推测这些基因在大绒鼠饮食、活动、交配以及免疫的适应性进化中发挥重要作用。本研究采用二代、三代测序结合和Hi-C辅助组装的策略,对大绒鼠全基因组进行从头测序及组装,并对基因组进行了全面的注释。同时与其他哺乳动物进行比较基因组分析,获得大绒鼠的系统发生关系、物种分歧时间、扩张和收缩的基因家族和正选择基因,从基因组层面揭示大绒鼠作为重要病原宿主的演化特征。
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