低成本转录组跨种遗传进化分析
金蕨属
金蕨属植物往往具有很强的适应性，通常生活在海岸周边，在高盐，高湿，气候变化无常环境下有极强的适应性；金蕨属（Acrostichum）包含三个种：A. danaeifolium Langsd. & Fisch., A. aureum L. and A. speciosum Willd2 。这三种蕨类又具有不同环境的适应性，且金蕨属是唯一生长在潮汐带上的蕨类，在蕨类植物中占用特殊的地位。作者通过重建该属的系统发育和估计分歧时间，在分子水平上揭示该属植物的环境适应性的分子机制；
蕨类物种通常具有较大的染色体数量和基因组大小，全基因组测序困难;因此 RNA-seq是相对经济的选择，因为可以低成本获得大量的序列用于分析。
数据分析
作者取A. aureum and A. speciosu 的幼嫩叶片进行无参转录组测序，denovo分别组装构建unigene库；并对unigene库进行（Nr，KEGG，GO等）数据库注释；另外，测了金蕨属的姐妹属的一个种Ceratopteris thalictroides 水蕨，作为外群，用于后续分化时间分析。
1 单拷贝同源基因构建系统进化树
通过blast比对，找到各种之间的单拷贝同源基因（1,364 ），然后通过多序列比对，构建一致性序列，并根据序列构建系统进化树；并通过化石标记，确定金蕨类和他的姐妹属（out group）水蕨的分化时间为88.1M年前；
2 ka/ks选择压力分析
基因受到选择压力的大小可以通过基因非同义突变和同义突变的比例（ka/ks）来得到；当比值显著大于1时，认为基因受到很强的正选择压；如果等于1，则基因处于中性进化；通过对3164个同源基因分析，共找到了在A. aureum and A. speciosum两个种中27和31个受到正选择的基因；通过对基因的注释，发现这些受选择的基因与环境的适应相关；如AtBAG4 (Bcl-2-associated athanogene 4),与耐盐相关；SnRK1-ADK基因与胁迫后能量平衡相关等等。
总结
对于基因组较大或者经费有限无法做基因组denovo组装的老师，转录组遗传进化分析，也是不错的选择。
对于像分析同属不同种的遗传进化分析，需要用单拷贝同源基因，或者叶绿体基因序列构建进化树，分析遗传进化关系。
与传统的NCBI上下载的EST序列相比，转录组数据量大，信息更丰富，更能代表该种的遗传信息，分析结果更准确。
文献: https://www.nature.com/articles/srep35634
- 发表于 2018-04-22 14:52
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- 分类：文献解读
