2025-07-03
Highlights
1.动植物基因组的组装为理解物种多样性起源、演化路径和现代类群形成奠定遗传基础。
2.T2T 基因组研究对理解植物起源和进化意义重大，它提供了完整的遗传信息框架，能更全面地探索物种的遗传变异和演化历程。
3.派森诺具有丰富的T2T基因组组装和群体进化项目经验，可一对一定制研究思路。
动植物基因组的起源与进化研究可揭示该物种在数亿年演化过程中的遗传变异、物种分化、新性状的产生以及对环境适应性进化的分子机制，从而为我们理解其多样性的起源、演化路径和现代动植物类群的形成提供了坚实的遗传基础。其中，T2T基因组的研究对于理解动植物的起源和进化具有重要意义，其提供了一个完整的遗传信息框架，能够更全面地探索物种的遗传变异和演化历程。相应地，揭示动植物的起源与进化也是T2T基因组的进阶研究思路。
物种的起源与进化
以植物为例，T2T基因组可以揭示以下几个方面的信息
T2T基因组解析物种起源与进化的文章思路概述
T2T基因组技术突破传统基因组测序的局限，以解析基因组中的复杂区域（如着丝粒和高重复序列区域）为核心。在文章设计中，一般包括：（1）T2T基因组组装，涉及应用不同的测序平台和组装策略；（2）T2T基因组质量评估，确保了基因组序列的准确性、完整性和连续性；（3）复杂区域解析和注释，特别是重复序列和着丝粒区域；（4）结合群体进化阐述生物学意义，这些区域的精确解析对于理解基因表达调控、染色体结构和功能至关重要。
T2T基因组攻克群体进化思路简图
典型案例
英文题目：Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis
中文题目：两个端粒到端粒的无间隙基因组揭示了辣椒进化和辣椒素生物合成的见解
期刊：Nature Communications
研究背景：
辣椒（Capsicum annuum）属于茄科（Solanaceae）辣椒属，是一种一年生或有限多年生的草本或灌木植物。它的果实以其独特的辛辣风味而著称，这种风味主要来源于辣椒素（capsaicinoids），其生物合成过程涉及苯丙氨酸途径和支链脂肪酸途径，最终通过辣椒素合成酶（CS）的作用而形成。然而，辣椒素的完整生物合成路径尚未完全明确。
组学分析内容：
T2T基因组组装（Illumina+PacBio HiFi+超长 ONT+Hi-C）；系统发生组+表观遗传组数据分析；ATAC-seq+WGBS+RNA-seq 联合分析。
核心结果：
图1 两个辣椒基因组的T2T无间隙组装
图2 辣椒素生物合成基因的进化及其组织特异性
图3 辛辣/非辛辣茄科植物中辣椒素合成酶(CS)的进化模型
研究结论：
（1）利用两个端粒到端粒（T2T）无间隙辣椒基因组揭示了辣椒属植物的进化和辣椒素生物合成途径的起源。研究发现，辣椒素生物合成途径可能在辣椒与其近亲酸浆属植物分化后，大约在1700万年前至500万年前的某个时间点出现。
（2）通过比较基因组分析，尽管所有辣椒品种都含有辣椒素生物合成基因（CBGs）的同源基因，但关键基因辣椒素合成酶（CS）仅在茄科植物中发生了串联重复。
（3）辣椒素生物合成的组织特异性是由特定的表观遗传调控机制控制的。这些发现为理解辣椒的进化提供了新见解，并为培育具有理想辛辣特性的辣椒品种提供了遗传资源。
