2023年6月，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)馮建燦教授團(tuán)隊(duì)在Scientia Horticulturae發(fā)表了題為Manually annotated gene prediction of the CN14 peach genome的文章。論文作者通過(guò)整合桃RNAseq數(shù)據(jù)，對(duì)桃基因組進(jìn)行基因結(jié)構(gòu)注釋進(jìn)行全面注釋，后利用 IGV-GSAman 軟件進(jìn)行基因結(jié)果注釋人工矯正，最終獲得超高質(zhì)量桃基因結(jié)構(gòu)注釋信息?；诖耍M(jìn)一步開展了桃基因結(jié)構(gòu)的特征分析和組織特異性表達(dá)基因挖掘，為桃功能基因組研究提供寶貴研究基礎(chǔ)和研究經(jīng)驗(yàn)。

近年來(lái)，隨著基因組測(cè)序技術(shù)發(fā)展，基因組組裝質(zhì)量均有較大提升，但基因注釋同樣是基因組質(zhì)量評(píng)估的方面之一，日益受到重視?；蚪M注釋普遍采用de novo，近緣物種同源注釋和基于轉(zhuǎn)錄組的注釋，但幾乎所有基因組注釋均由計(jì)算機(jī)軟件完成，存在較多的注釋錯(cuò)誤。為進(jìn)一步提升基因組質(zhì)量，對(duì)基因注釋的準(zhǔn)確度提高，是非常重要的一環(huán)。

桃是我國(guó)非常重要的經(jīng)濟(jì)水果之一。其獨(dú)特的味道而受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。桃基因組小且雜合度低，共計(jì)16條染色體。因此，桃常作為研究李屬和其他薔薇科植物重要農(nóng)藝性狀的模式植物。因此，對(duì)桃基因組質(zhì)量提升具有重要的意義，將進(jìn)一步提高對(duì)桃基因鑒定、遺傳定位和分子標(biāo)記開發(fā)等研究。

IGV-GSAman（分支于IGV-sRNA）是一款基于IGV可視化的基因組注釋軟件，可人為快速調(diào)整基因結(jié)構(gòu)，所見(jiàn)即所得，為基因的手動(dòng)注釋提供了非常大的便利。該軟件操作簡(jiǎn)便，容易上手，僅需要簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可完成基因糾正工作。本軟件基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對(duì)基因模型進(jìn)行糾正，準(zhǔn)確率高。

中油桃14（CN14）基因組于2022年釋放，為進(jìn)一步提升基因組注釋結(jié)果，本研究選用多組轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，利用 IGV-GSAman 軟件對(duì)基因進(jìn)行糾正?；蛘{(diào)整過(guò)程中也要注意僅調(diào)整轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)支持的基因，不表達(dá)或表達(dá)量很低的不作調(diào)整。手動(dòng)調(diào)整中發(fā)現(xiàn)，基因錯(cuò)誤的主要類型如下：

多基因被注釋為單基因（圖1 ab）；基因提前終止（圖1 cde）；基因丟失（圖1f）；內(nèi)含子錯(cuò)誤保留（圖1g）。

圖1 基因結(jié)構(gòu)糾正主要類型

完成基因糾正后，基因數(shù)量和完整度均得到明顯提高（表1），其中共糾正3981個(gè)基因，約占總基因數(shù)量的12.7%。此外，還利用TBtools中TAU Calc（Tissue specificity index）工具鑒定組織特異性表達(dá)基因，并利用Advanced Circos對(duì)組織特異性表達(dá)基因進(jìn)行展示（圖2）。

圖2 組織特異性表達(dá)基因在染色體上的分布。FS1-FS4：不同發(fā)育期果實(shí)；FD1-FD5：不同發(fā)育期花；TSSD1-TSSD4：不同發(fā)育期枝條。

這項(xiàng)研究為桃功能基因組研究提供新的工具，為桃功能基因鑒定和遺傳定位分析提供更準(zhǔn)確的參考基因組，推動(dòng)桃生物學(xué)的研究進(jìn)步。未來(lái)，我們將結(jié)合更多組織的轉(zhuǎn)錄組和三代轉(zhuǎn)錄組等對(duì)基因組質(zhì)量進(jìn)一步提升，為桃研究提供更為精確的參考工具。

在本研究中，張海朋博士和碩士研究生馮貝貝為共同第一作者。馮建燦和譚彬教授作為本文的通訊作者，發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。該工作獲得了河南省重大科技專項(xiàng)（201300110500）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32102329）、杰出外籍專家工作室（GZS2020007）、河南省大宗水果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（HARS-22-09-G1）和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)青年英才（30501339）等項(xiàng)目的資助。

團(tuán)隊(duì)介紹

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)馮建燦教授為負(fù)責(zé)人的桃生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期專注于桃樹型形成和種質(zhì)創(chuàng)新等工作。近年來(lái)，解析了桃矮生、半矮生和發(fā)枝數(shù)量等性狀形成的分子機(jī)理。選育出桃新品種10個(gè)，自主選育的新品種和配套的省力化栽培技術(shù)已在國(guó)內(nèi)桃主產(chǎn)區(qū)大面積示范推廣，團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“桃早中晚熟系列新品種選育與分子育種技術(shù)創(chuàng)新”成果獲2022年度河南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，為桃產(chǎn)業(yè)提升和新品種選育做出了重要貢獻(xiàn)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112242

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