《Scientific Data》：A chromosome-scale nuclear genome and complete mitogenome of the bio-control fungus Cordyceps cateniannulata
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为深入开发具有应用潜力的昆虫病原真菌资源，研究人员对生物防治真菌Cordyceps cateniannulata进行了高质量的基因组测序与解析。本研究综合利用BGI、PacBio和Hi-C测序平台，首次获得了该物种包含7条假染色体的32.71 Mb核基因组、完整的24,712 bp线粒体基因组及7,974 bp核糖体DNA串联重复序列，注释出10,744个蛋白质编码基因。这项工作为理解虫草菌的进化、致病机制和生态适应提供了新视角，也为其种质资源的创新利用奠定了坚实的理论基础。
在自然界的微观战场上，有一类名为虫草菌（Cordyceps）的真菌，它们是昆虫的“致命杀手”，能够感染并最终操控宿主的躯体。这类真菌不仅是生态系统中重要的调节者，更因其独特的致病机制，在农业生物防治、植物病害管理乃至植物生长促进方面展现出巨大的应用价值。然而，要将这些“微观战士”的力量化为己用，科学家们首先需要彻底了解它们的“作战蓝图”——即它们的基因组。Cordyceps cateniannulata 是一种近年来被鉴定和应用的昆虫病原真菌，但其完整的基因组信息，尤其是有助于理解其遗传结构、进化关系和功能潜力的染色体水平图谱，一直处于空白状态。这极大地限制了我们对其生物学特性、感染策略和生态适应性的深入理解，也制约了基于其种质资源的创新性开发。为了填补这一知识空白，并为未来的应用研究提供坚实的理论基础，一项旨在全面解析C. cateniannulata 基因组的研究应运而生。这项研究成果最终发表在国际知名数据期刊《Scientific Data》上。
为了构建高质量的基因组图谱，研究人员采用了一套整合多种前沿测序技术的策略。首先，他们利用BGI和PacBio（太平洋生物科学公司）的长读长测序平台，获得了覆盖整个基因组的原始序列数据。随后，为了将这些序列片段准确地锚定到染色体上，形成染色体级别的连续序列（即假染色体），研究团队采用了Hi-C（高通量染色体构象捕获）技术，该技术能够解析染色质在三维空间中的交互信息，从而辅助基因组组装。通过这些技术的结合，研究人员成功绘制出了C. cateniannulata 的首个染色体水平基因组图谱。研究过程中，他们还首次完成了其线粒体基因组和核糖体DNA（rDNA）串联重复序列的完整组装。在获得基因组序列后，研究进行了系统的生物信息学分析，包括基因预测、功能注释以及非编码RNA的鉴定。
研究结果
高质量染色体水平核基因组的组装
研究人员成功获得了Cordyceps cateniannulata 的完整核基因组序列。该基因组大小约为32.71兆碱基对（Mb），鸟嘌呤-胞嘧啶（G+C）含量为53.82%。通过Hi-C技术辅助的组装，最终将基因组序列锚定并构建成7条染色体级别的连续序列（即假染色体），其N50长度达到了4,790,175碱基对（bp），这标志着组装质量达到了很高的连续性和完整性水平。
线粒体基因组与核糖体DNA重复序列的首次完整解析
除了核基因组，本研究还首次报道了C. cateniannulata 的完整有丝分裂（线粒体）基因组，其大小为24,712 bp。同时，研究人员也成功组装出了一段长度为7,974 bp的核糖体DNA（rDNA）串联重复序列。这两个细胞器基因组的完整获取，为研究该物种的母系遗传、系统进化及核糖体RNA的转录调控提供了关键数据。
基因组的系统注释与基因功能预测
基于组装好的高质量基因组，研究团队进行了细致的基因注释工作。通过结合同源比对、从头预测和转录组证据支持等多种方法，他们共鉴定出10,744个蛋白质编码基因。此外，还预测了156个非编码RNA基因，包括转运RNA、核糖体RNA和小核RNA等。这些注释结果全面描绘了C. cateniannulata 的遗传构成和潜在的编码能力。
本研究成功构建并解析了生物防治真菌Cordyceps cateniannulata 的首个染色体水平参考基因组，获得了包括7条假染色体在内的32.71 Mb高质量核基因组序列，并首次完成了其24,712 bp的完整线粒体基因组和7,974 bp的核糖体DNA串联重复序列的组装。通过系统的生物信息学分析，共鉴定出10,744个蛋白质编码基因和156个非编码RNA。这项研究产出了C. cateniannulata 的高质量全基因组图谱，其意义重大。在理论上，它为我们深入理解昆虫病原真菌的进化轨迹、独特的感染宿主的策略（感染策略）以及对不同生态环境的适应能力（生态适应性）提供了全新的视角和宝贵的基因组资源。在应用层面，该基因组图谱具有巨大的潜力。它为未来进一步挖掘和利用C. cateniannulata 的种质资源，开发其在农业生物防治、植物病害绿色防控以及促进植物生长等方面的创新应用，奠定了坚实的分子遗传学基础。这项工作标志着对这类重要真菌资源的研究进入了精准的基因组学时代，将有力推动相关领域的科学探索和技术开发。
