《自然•通訊》發(fā)表朱玉賢、周宇課題組在亞洲棉轉(zhuǎn)錄組研究成果
10月17日，國(guó)際期刊Nature Communications《自然•通訊》在線發(fā)表了生命科學(xué)學(xué)院和高等研究院朱玉賢院士、周宇教授課題組在解析亞洲棉轉(zhuǎn)錄組方面聯(lián)合取得的最新研究成果。該工作是迄今為止科學(xué)家對(duì)亞洲棉基因組的復(fù)雜轉(zhuǎn)錄所進(jìn)行的最準(zhǔn)確的注釋。
論文題為“Multi-strategic RNA-seq analysis reveals a high-resolution transcriptional landscape in cotton（應(yīng)用多RNA組學(xué)策略精細(xì)解析亞洲棉基因組轉(zhuǎn)錄全景）”。生命科學(xué)學(xué)院王坤副研究員、周宇實(shí)驗(yàn)室王得和博士研究生為論文共同第一作者，朱玉賢院士、周宇教授為論文共同通訊作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技部、武漢大學(xué)自主科研交叉學(xué)科項(xiàng)目等的資助。
棉花是一種重要的天然纖維作物，也是研究細(xì)胞分化、伸長(zhǎng)和細(xì)胞壁發(fā)育調(diào)控的重要模式植物，但缺乏全面、高分辨率的基因圖譜，棉花轉(zhuǎn)錄組的不完整性阻礙了各種生物過(guò)程分子機(jī)制的研究。亞洲棉（G. aboreum）是現(xiàn)在全世界廣泛種植的栽培棉種-陸地棉祖先基因組供體種之一，其基因組由1.7G堿基對(duì)組成。該課題組通過(guò)系統(tǒng)地、全方位地轉(zhuǎn)錄分析闡釋亞洲棉基因組，填補(bǔ)了國(guó)際上棉花基因組精細(xì)轉(zhuǎn)錄注釋的空白，獲得了迄今為止科學(xué)家對(duì)亞洲棉基因組的復(fù)雜轉(zhuǎn)錄全貌所進(jìn)行的最準(zhǔn)確的注釋，為進(jìn)一步的功能基因組研究提供了寶貴的資源。在研究中，團(tuán)隊(duì)引入并整合運(yùn)用了四種高通量技術(shù)，包括Pacbio long reads Iso-seq、strand-specific RNA-seq、CAGE-seq和PolyA-seq，系統(tǒng)地探索了亞洲棉的16種組織或不同器官類型的精細(xì)轉(zhuǎn)錄組；首創(chuàng)開(kāi)發(fā)運(yùn)用了集成注釋工具IGIA，從整合的數(shù)據(jù)中重建棉花基因組精確的基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄本異構(gòu)體。
課題組在研究中還發(fā)現(xiàn)棉花基因組中存在高度動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，如可變啟動(dòng)子和終止子調(diào)節(jié)、微外顯子剪接、多順?lè)醋愚D(zhuǎn)錄通讀和RNA選擇性剪接熱區(qū)等復(fù)雜現(xiàn)象。課題組進(jìn)一步驗(yàn)證和探究了在亞洲棉基因組中所發(fā)現(xiàn)的這一類新穎的基因調(diào)控現(xiàn)象的分子機(jī)制和可能的生物學(xué)功能。此外，通過(guò)與已經(jīng)發(fā)表的有關(guān)棉花重要農(nóng)藝性狀的遺傳位點(diǎn)（GWAS和其他SNP）的比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，大量位點(diǎn)位于基因的非翻譯區(qū)、RNA加工元件等區(qū)域。因此該項(xiàng)研究取得的重要發(fā)現(xiàn)對(duì)未來(lái)棉花功能基因組學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展意義重大。
該研究是朱玉賢課題組繼雷蒙德氏棉基因組（Wang et al., 2012, Nature Genetics），亞洲棉基因組（Li et al., 2014, Nature Genetics; Du et al., 2018, Nature Genetics）和陸地棉基因組（Li et al. 2015, Nature Biotechnology）的組裝和解析之后在棉花組學(xué)研究方面的又一重要突破。
亞洲棉多啟動(dòng)子基因及其可變調(diào)控的效果分析
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