南农植保学院昆虫分类团队在系统发育基因组学研究方面取得重要进展

2019年1月6日，suncitygroup太阳集团昆虫分类团队在国际著名生态与进化学术期刊Methods in Ecology and Evolution（影响因子6.363，五年影响因子9.881）在线发表了题为“Phylogenomics from Low‐coverage Whole‐genome Sequencing”的研究论文。该研究提出了一种新的基于全基因组鸟枪测序法（WGS）的分析流程，可以从低深度测序的基因组数据中快速从头组装基因组，并使用一系列高效的生物信息学工具来提取常用的系统发育基因组分子标记。suncitygroup太阳集团张峰副教授为论文第一作者及第一通讯作者，suncitygroup太阳新城no1为第一通讯单位，华南师范大学栾云霞研究员为共同通讯作者。中科院动物研究所的朱朝东研究员、中国农业大学周欣教授等也参与了这项研究。

基于低深度全基因组测序的系统发育基因组学流程图

我们的研究证明了在缺乏参考基因组的情况下，从低深度全基因组测序开展系统发育和进化研究的可行性。这种新方法在数据收集方面具有显著优势，无需准备RNA或杂交富集，通常单头小至0.3mm也能完成整个流程；在降低硬件计算消耗的同时，可以同时提取多种不同类型的分子标记用于下游分析。

基于该流程，我们测试了40种昆虫（基因组大小0.1-2 Gbp），单个物种基因组在台式电脑上仅用时2-24小时完成组装，并成功提取了872-1615个通用单拷贝核基因。该流程还可以利用组装好的基因组，开发超保守元件（UCEs）的杂交探针并提取相应的序列，在本例中为15种虱目昆虫提取了2125-2272个UCEs标记。基于两类分子标记重建的昆虫系统发生关系都与已发表结果一致，表明该方法产生的标记完全能用于系统发育研究。同时，我们也验证了测序深度对分子标记组装成功率的影响，结果表明10-20X的测序深度足以产生数百到数千个靶向基因标记。

本项工作得到国家自然科学基金委面上项目（31772491、31772510)、中国科学院动物进化与系统学重点实验室资助（Y229YX5105）。

论文链接：

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/2041-210X.13145

方法细节：

https://github.com/xtmtd/PLWS