基因组组装中性染色体的代表性挑战和解决方法

会开放获取透视在基因组组装中代表性染色体莎拉湾John T.洛弗尔，2杰里詹金斯，2吉姆利本斯麦克，3杰里米施穆茨，2，4梅丽莎A。威尔逊，5和亚历克斯哈克斯1，2，*1美国奥本大学作物、土壤和环境科学系，奥本，AL 368492HudsonAlpha Institute for Biotechnology，Huntsville，AL 35806，USA3植物生物学系，佐治亚大学，雅典，GA 30602，美国4美国能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，加州伯克利，美国5亚利桑那州立大学生命科学学院，进化与医学中心，生物设计研究所，坦佩，AZ 85287，美国* 通讯地址：https://doi.org/10.1016/j.xgen.2022.100132aharkess@hudsonalpha.org总结性染色体在真核生物中已经独立进化了数百次随着基因组测序、组装和支架技术的迅速改进，现在构建完全定相的性染色体组装体是可行的尽管技术进步使整个染色体的分阶段组装成为可能，但目前在公开发布基因组时没有代表性染色体的标准此外，大多数计算分析工具无法有效地研究其相对于常染色体的独特生物学我们讨论了性染色体系统的多样性，并考虑了在基因组组装中代表性染色体对的挑战通过解决这些问题，随着染色体组装的全定相技术的成熟，我们可以共同确保未来的基因组分析工具包可以广泛应用于具有不同类型性染色体系统的所有真核生物在这里，我们提供了最佳实践指南，介绍了一个基因组组装，其中包含性染色体。这些指南也可以应用于其他非重组基因组区域，如植物中的S-基因座和真菌和藻类中的交配型基因座性染色体组装博士Nettie Stevens做出了开创性的细胞遗传学发现，雄性粉虫（Tenebriosp.）拥有一条决定性别的[1]这种被认为是“异染色体”（heterochromo-some）的小染色体，我们现在认为是雄性特异性的Y染色体，但从未在卵子中发现过从那时起，性染色体在植物、动物和真菌中得到了广泛的鉴定。2，3性染色体最初是使用显微镜发现的，今天的基因组分析使它们的鉴定、组装和随后的比较分析成为可能。2000年发表的第一份人类基因组草图是一项里程碑式的全球性努力，4涉及P1人工染色体（PAC）、染色体和细菌人工染色体的平铺测序。最初的X染色体是高度连续的，只有14个难以处理的缺口。人类X染色体6和常染色体7花了近20年的时间才完全组装好，从端粒到端粒没有任何序列缺口。尽管在人类Y染色体的组装方面已经取得了实质性的进展，但由于大的异染色质片段占据了人类Y染色体的约三分之二，因此端粒到端粒的测序仍然未完成，然而，长读段测序也准备很快解析Y染色体的完整序列7，9（图1）。到目前为止，已经有数百个带有性染色体的动植物基因组被测序、组装和发表，不同程度的连续性和完整性。随着基因组测序技术的不断改进，更高保真的长读序测序，结合分阶段组装和支架算法的改进，我们预计性染色体对的高度连续组装将很快变得司空见惯。大约95%的动物有单独的性别（称为生殖器12）和8%的陆地植物（称为雌雄异株10，13）。随着几个大型基因组项目的进展，如10，000株植物基因组测序项目、14地球生物基因组项目、15全球无脊椎动物基因组联盟、16脊椎动物基因组项目、11以及通过能 源 部 联 合 基 因 组 研 究 所 进 行 的 用 户 驱 动 项 目 （ 例 如 ，phytozome-next.jgi.doe.gov/ogg/），在接下来的十年中，将发表数千个含有性染色体的基因组。因此，至关重要的是，我们制定了一个标准，用于在基因组组装中一致地报告性染色体，如果不是在所有雌雄异株和雌雄异株真核生物中，那么至少对于比较分析中包括的分类群内的所有物种（例如，哺乳动物、鸟类、苍蝇、开花植物）。在基因组组装中缺乏性染色体对的标准表示可以归因于真核生物系统中的巨大差异（表1）。因此，下游分析工具缺乏严格的考虑，以适应性染色体在所有真核生物谱系中的独特性质;事实上，许多人简单地忽略了性染色体的遗传特性。Cell Genomics2，100132，May 11，2022？作者。1这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。会开放获取透视2Cell Genomics2，100132，2022扩增子重复序列异染色质着丝粒其他G波段12常染色体X Y性染色体常染色体的祖先对，通常在性染色体对之间形成抑制重组的区域，称为而启动女性或男性性别决定的基因通常位于SDR中，49有明确的情况下，这些性别决定基因已经易位到其他染色体上。[50]相反，对于某些系统，比如人类，一个更好的方式来指代非重组区域是Y染色体的男性特异性区域（MSY;图1）。为了涵盖我们在下面描述的跨王国的广泛的性染色体类型在迄今为止研究的系统中，SDR大小不等，范围从100 kb到>100 Mb，占性染色体长度的1%到接近100%这些非重组区的侧翼是假常染色体区（PAR），它是两个性别染色体的同源序列，在减数分裂时正常配对并可以重组（图1）。SDR已被证明在现有的低重组区域（包括着丝粒）中进化，51由抑制重组的大规模突变引起，包括倒位、52-57虽然一些性染色体对在不同的分类群中是稳定的，在几千万年前有一个单一的起源，25，45，58，59其他的性染色体对更不稳定，经常过渡到一个新的，非同源的染色体对55，60或有一个最近的，图1.人类染色体象形图人类基因组参考包含常染色体的单个单倍型（这里仅示出染色体1和2，但逻辑适用于所有22个常染色体）。相比之下，两条性染色体都以异配子装配的形式出现，这一点很重要，因为尽管它们曾经完全同源，但它们在大部分长度上都高度分化Y染色体的男性特异性区域（MSY），也称为性别决定区（SDR），在人类中丢失了大多数基因，并积累了许多重复序列，如在扩增子区域，重复序列具有高序列相似性（>99%），可以在回文或串联阵列中找到，并且与X染色体相比，它具有更多的异染色质区域。相比之下，在减数分裂期间配对和自由重组的假常染色体区域（PAR）共享100%同源性并且表示两次。所有的性染色体。在这里，我们概述了性染色体结构阻碍基因组组装的关键问题，并描述了当前技术如何准备改变这些规范。重要的是，我们描述了在基因组组装发布中报告性染色体的关键考虑因素，包括X/Y、Z/W和U/V性染色体。这些考虑对于确保计算基因组分析工具包可以广泛应用于即将到来的具有性染色体的基因组组装的洪水，以及在公共知识库中发布这些基因组有一致和实用的格式至关重要。性染色体在上个世纪对性染色体进化的研究中，许多（但不是全部）性染色体之间出现了几个关键的相似之处。性染色体可以从从雌雄同体的祖先独立起源。49在它们最初的进化之后，SDR在与常染色体和PAR不同的分子进化轨迹上进化重组的缺乏降低了自然选择的效力，允许性染色体单倍型的实质性改变，例如进一步的结构变异、基因丢失和重复积累。[61]一个极端的例子是人类XY，在其1.6亿年的进化过程中，相对于X染色体，Y染色体上90%的祖先基因已经丢失[62]（图1）。在其他情况下，如开花植物宽叶蝇子草，在过去的1100万年里，Y63，64这些四十九，六十五性染色体也有令人难以置信的多样性配对系统，染色体结构和决定性别的基因。为了这篇综述的目的，我们定义了大多数植物和动物物种的三个主要性染色体系统：X/Y，Z/W和U/V（图2）。X/Y和Z/W系统之间的差异取决于哪种性别，雄性或雌性，对于性染色体对是可以产生含有不同性染色体的配子）。在X/Y染色体系统中，雄性通常是异配子的，携带一对X和Y染色体。雌性是典型的同配生殖，携带两个X染色体拷贝。在ZW系统中，雌性是异配性别，携带Z和W，而雄性是ZZ。第三个系统，U/V，在单倍体显性系统中发现，其中女性遗传单个U染色体，男性遗传单个V2。PAR1PAR2MSYCell Genomics2，100132，2022年5月11日3会开放获取透视表1. 动物和植物性染色体变异的例子物种性染色体细胞源河豚原XYKamiya等人花园芦笋，木瓜，绿变色龙同态XYHarkess等人18; Liu等人19; Alfoldi等人20粉虫，人类，普通啤酒花，白坎皮恩异形XYStevens1; Rozen等人21; Winge22; Westergaard23葎草XY1 Y2木原24鸭嘴兽X1 X2 X3 X4 X5 Y1 Y2 Y3 Y4YVeyrunes等人25烟林蛙X1 X2 X3 X4 X5 X6 Y1 Y2 Y3 Y4Y5 Y6Gazoni等人26刺鼠，线虫XOKobayashi等人27; Hodgkin28大多数蜘蛛X1 X2 O克拉尔29心翅酸模XY和XY1 Y2史密斯30黑麂，果蝇米兰达新XYZhou et al31; Bachtrog and Charlesworth32草莓原ZWSpigler等人33鸸鹋、蟒蛇、杨梅同态ZWEllegren34; Ohno35; Jia等人36鸡异形ZWHirst等人37沼泽万寿菊蛾ZOTraut and Marec Traut and Marec特劳特和马雷克38霍氏WOGreen等人39黄鳍镖鲈ZW1 W2Filho等人40钩鲶Z1 Z2 W1 W2de Oliveira等人41东北木白蝶Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 W1 W2 W3Sichova等人42西方爪蛙，Burtoni慈鲷鱼YWZRoco等人43; Roberts等人44火藓同态UVCarey等人，202145地钱异形UVYamato等人46; Allen47膨胀鳞苔U1 U2 VSousa等人48注意，许多多性染色体系统可能通过新性染色体的形成而产生，但在此未指出性染色体细胞类型也有显著的多样性，包括Y/W与X/Z相比大小的变化（即，异配对同配），一对性染色体中一条性染色体丢失的剂量系统（例如，XX/XO或ZZ/ZO性别决定系统（表1），以及多对性染色体（例如，X1 X2 Y1 Y2），以及物种或属内的多样性，包括非整倍体和具有新性染色体的物种（图2;表1）。由于性染色体的非重组SDR在彼此独立的进化轨迹上以及与常染色体的独立进化轨迹上进化，SDR单倍型可以迅速分化，在种群和物种之间产生巨大的序列、结构和功能变异。66性染色体组装的挑战由于SDR的复杂性质，以及相对于XY或ZW基因型中的常染色体的一半测序覆盖率，产生性染色体的组装体比产生常染色体的组装体更具挑战性。因此，性染色体一直是动植物基因组中组装和注释最差的区域例如，在脊椎动物基因组计划的装配中，性11基因组测序、组装和远程支架技术的进步有望改变这一趋势。Pacific Biosciences（PacBio）高保真（HiFi）读数为中等大小（15-复杂基因组的分阶段组装。67Oxford Nanopore Technologies读取可以达到多Mb大小，但错误率更高，并且是构建人类第一个端粒到端粒X染色体的关键工具6虽然基因组测序技术迅速发展，但一个关键的复杂因素是基因组组装算法的设计并没有考虑到性染色体。当前一代的PacBioHiFi组装算法，例如hifi-asm、68IPA（ https://github.com/PacificBiosciences/pbbioconda/wiki/Improved-Phased-Assembler）、HiCanu、69和Flye70被设计为将结构相似的常染色体定相为单独的等位基因单倍型。性染色体通常不符合这一预期，因为它们可能存在很大的异型性，可能涉及性染色体对两个成员之间的大小，基因含量，重复内容和结构变异（图1和2）。根据我们的经验，性染色体的准确HiFi组装在分析相对便宜的短读段序列数据时，性别特异性序列和性别偏倚测序覆盖率的鉴定有助于性别连锁的推断71，72分阶段PacBio HiFi基因组组装、Hi-C和标准短读数据的综合分析现在能够实现性染色体的全长、准确分阶段组装，73尽管肯定存在性染色体组装仍具有挑战性的情况（例如，大基因组、多倍性、高重复含量）。4Cell Genomics2，100132，2022会开放获取透视一BCD图2.在性染色体上发现了显着的变异(A) 不同的途径抑制重组已被确定涉及倒位或半合子通过删除或易位。一些SDR反而在现有的低重组区域进化，如着丝粒。(B) SDR的大小因物种而异，其中一些为1 Mb，占性染色体的1%，而另一些则>110 Mb，并且跨越整个性染色体。(C) 不同性别的个体所含的性别特异性染色体不同。在XX/XY系统中，男性是XY，而女性是XX。在ZZ/ZW系统中，情况正好相反，其中雌性是遗传ZW的异配子性别，而雄性是ZZ。在具有单倍体性别决定的物种中，单个U染色体的遗传与雌性相关，单个V染色体与雄性相关。(D) 在同源性染色体对之间也存在细胞学变异有些是同态的，其中X和Y的大小相同，而另一些是异形的，其中X或Y更大。在其他情况下，像Y这样的性别特异性染色体已经丢失，X上的基因剂量决定性别。在其他系统中，几条染色体以性别特异性的方式遗传，称为新的性染色体也已经被鉴定，其中常染色体对和性染色体之间的融合已经发生。这些性染色体类型的例子可以在表1中找到。Cell Genomics2，100132，2022年5月11日5会开放获取透视性染色体信息学的问题大多数分析和组装挑战来自性染色体之间的主要序列差异和常染色体中不存在的独特结构变异。例如，人类参考基因组包含22个常染色体的单倍体代表，但两个结构不同的X和Y染色体的二倍体代表（图1）。虽然这适用于非重组和分叉区域，但在最先进的人类基因组组装中，X和Y末端的同源PAR以接近100%的序列同一性表示两次。如果没有充分控制，该重复区域将导致来自基于短读段的分析的输出的错误解释，读段相同地映射到多个位置，当两个PAR都存在于基因组中时，导致图谱质量评分为0。74在人类基因组中，这些重复的PAR代表了总核基因组序列的一小部分（0.1%），可能限制了潜在偏倚的全球影响。8然而，PAR在其他系统中要大得多（例如，家犬的总核苷酸序列为0.7%，芦笋的总核苷酸序列为11%。18，75这些PAR的重复减数分裂同源组装可能会引入主要的下游分析问题，包括变异识别、基因和重复注释以及基因表达定量。当使用相同的参考基因组组装表示（即，Chr 01 -22、X、Y和线粒体），无论是否具有Y染色体。对于同性恋（即，XX个体）和已经丢失Y染色体的样品（如有时在76岁时发生的），简单的解决方案是完全软或硬掩蔽Y染色体，从而禁止映射到该参考，但将其保持在用于下游分析的索引内。这种方法的发展在人类分析中显示出巨大的改进。74，77相反，对于具有Y染色体证据的样品，一种方法是在下游分析之前软或硬掩蔽PAR的一个拷贝（通常在Y染色体上）。74然而，传统基因组分析流程的特别修改受到缺乏用于报告性染色体补体特异性参考序列的标准以及缺乏对每个基因组构建的性染色体的重要边界区域的报告的限制。性染色体存在其他信息学问题，其中参考基因组包含染色体的单倍体和二倍体代表的混合物任何使用覆盖率作为过滤器的分析步骤，如许多变异识别器所做的，通常将相同的读取深度过滤器应用于常染色体和性染色体。然而，对于高度分化的区域，异配子性别中性染色体上的基因组覆盖率预计约为常染色体的一半，导致变异识别的系统性偏倚，尽管这种影响尚未直接测试。虽然有些工具在全基因组关联研究中特别关注X染色体的分析，78但性染色体对经常从群体遗传分析中删除，79，80这是有问题的，因为这些基因在发育和疾病中起着重要作用，以及其他特征。49、76、81性染色体表征的未来为了使下游（组装后）信息学工具准确地整合性染色体，需要有一套标准来报告基因组组装中的性染色体，这些工具可以用作输入。随着不同的基因组测序技术在长的和准确的读数上的融合，高度连续的性染色体对assem- blies将很快成为常态。在这股即将到来的基因组洪流之前，我们有几个关于如何处理基因组组装项目的建议。在这里，我们讨论了不同的情况下，提出和释放性染色体组装的背景下，最新的基因组测序和组装技术，适应性染色体的多样许多大规模基因组计划的目标是为一个物种提供一个单一的、完整的参考单倍型。理想情况下，用于基因组测序的分离株应具有已知的性别，并在提交组装的元数据和储存库中报告（框1）。对于雌雄异株/雌雄异株物种，公布含有同配性染色体的个体的基因组序列（即，ZZ或XX）可以遵循现有的报告染色体的实践，通过对常染色体进行编号并指定X/Z染色体。以同配性别为目标也避免了我们讨论过的许多复杂问题，例如组装高度分化的性别染色体的计算挑战一些单倍型。然而，至关重要的是，参考将不足以用于该物种中约50%的个体（即，在上面提到的情况下，SDR上可能存在的单倍型的巨大变化。因此，我们强烈建议参考是含有异配子性染色体对的个体（即，ZW或XY）。在异配个体的基因组组装中，有几种可能性代表性染色体，每种可能性都有不同的利弊，必须加以考虑（图3;表2）。像人类基因组一样，一种选择是代表常染色体的单个单倍型以及Y/W和X/Z染色体的全长（图3）。这种方法的一个挑战是需要对PAR进行划界，否则将存在两个染色体，d报告基因组分离株的性别和发现方法（例如，花表型或性染色体核型），或明确说明，如果未知。同样，注意物种是否有性染色体或是否未知。d生成异配子性染色体对的基因组参照。如果可能的话，尝试异配子性别的分阶段二倍体组装。D 包含SDR/PAR的染色体应被标记为性染色体对（例如，XY，而不是Chr19）。d报告SDR和PAR的基因组位置，作为基因组发布中的元数据框1.在基因组组装中代表性染色体的建议6Cell Genomics2，100132，2022会开放获取透视ABCE图3.在基因组组装中表示性染色体的解决方案(A) 在基因组发布中，一种选择是提供常染色体和两对性染色体的主要单倍型，如人类参考（见图1）。(B) 由于PAR将被表示两次，导致下游分析的问题，解决方案是屏蔽Y染色体上的PAR（蓝色）。(C) 组装两种单倍型是最好的解决方案，因为整个基因组将被表示两次。(D) 前三种方法是理想的，因为SDR和结构变体的位置得到了维护。两个单倍型之间的假设点图突出了Chr01上的大倒位和SDR中的几个结构变体。（E和F）如果组装整个染色体是不可能的，（E）Y SDR可以替代地表示为X的替代单倍型或（F）作为单独的基因组中性染色体的每一种表现形式都有优缺点（表2），但无论在基因组发布中报告SDR和PAR边界的方法如何，都是必要的，因此可以进行比较分析。减数分裂同源序列的互补，这将严重复杂化读段作图、蛋白质作图和抗体基因预测和注释。虽然我们认识到PAR有时在一个物种内可能是多态的，但82，83模糊了单一边界的划分，这是测序个体基因组内的一个高度知情的边界。性是至关重要的。类似地，完整地表示Y/W，但是掩蔽PAR（即，通过用“N "字符替换序列的硬掩码DFCell Genomics2，100132，2022年5月11日7会开放获取透视表2.在基因组组装中表示性染色体方法的利弊代表基因组ProCon解决方案提供两性两性染色体PAR是相同的，并表示两次屏蔽PAR屏蔽SDR染色体单倍型可用于特别提款权中的低收入家庭地区同配性fasta参考，但映射每个分歧将有映射问题的仅一个拷贝SDR代表每个常染色体提供两性两性染色体有些特别提款权非常小（占维护的版本染色体单倍型可用染色体）和染色体基因组组装，fasta参考，但用于映射每个几乎全部由N组成如果没有掩蔽，屏蔽PAR特别提款权代表，但只有增加了计算负担（例如，可访问的数据库一个PAR可用于映射存储要求），同时提供其他无额外基因组信息在这些掩蔽区域SDR边界在一个物种内是可变的提供重叠群可用于映射的位置的上下文和提供坐标，只有SDRSDR结构变化丢失SDR同源区提供性别特异性基因组表示为位置的上下文和提供坐标，染色体作为（除此之外）SDR结构变化丢失SDR同源区交替单倍型交替单倍型重叠群）提供二倍体常染色体与性别产生完全定相的二倍体使用三重分级或Hi-C基因组组装染色体都目前，这是一个挑战定相辅助以二倍体目前的许多分析工具并不设计用于二倍体组装虽然单倍体表现是产生参考基因组的第一步，但很明显，二倍体表现，其包含整个基因组的同源染色体对，更好地反映了杂合个体内存在的遗传多样性。84-基因组测序技术和分析的最新进展已经解锁了产生包括性染色体对的定相二倍体组装体的能力。此外，精确定相的二倍体组装体的发表也将有助于对其他非重组区域的比较分析，例如常染色体上的大倒位和自交不亲和植物中的S基因座（图3）。然而，定相二倍体组装的产生产生了额外的问题：如何在单个fasta文件中表示包含性染色体对的参考基因组？分阶段基因组组装仍处于起步阶段，由于工具将继续围绕分阶段组装将很快普及的概念构建，我们建议在基因组组装中表示性染色体的最通用路径是通过完整地发布每个单倍型的组装来保留尽可能多的信息（图3）。此外，我们建议在发布这些单倍型时提供SDR/PAR的基因组坐标，以帮助比较分析。这使基因组生产者和用户都能够修改参考基因组，以适应目前任何数量的生物信息学场景。将性染色体配对用于给定分析，例如硬掩蔽PAR（图3）。尽管在定相二倍体组装方面取得了这些进展，但我们意识到存在生物学、技术和财务现实限制了产生此类参考的能力。例如，在具有长的低杂合性延伸的物种中，在没有高质量的三个箱的情况下对母本和父本单倍型块进行定相目前仍然是困难的，这意味着只能组装单个折叠的单倍型。68，88，89为了适应完全定相的二倍体组装体难以处理的情况，性染色体的单倍体表示的不同方法是将Y或W表示为组装体90中X或Z的替代单倍型（图3;表2）。这可能是一个特别适合的选择，当特别提款权是一个相对小分数的的性染色体像在A. officinalis、Morella rubra或C.家族性狼疮18，36，75在不能组装替代单倍型，但Y或W仍然可以单独组装的情况下，类似的方法是将含有Y/W SDR的重叠群附加到含有常染色体和X/Z的初级组装体上。这些替代方案的一个值得注意的问题是，X/Z和Y/W之间的所有必要的基因组背景都丢失了，包括Y或W染色体的真实大小、异配子基因型的性染色体之间的主要结构变异以及半合子染色体上SDR的绝对碱基对位置。如果使用这些方法，则还需要提供SDR相对于X或Z的位置的元数据，以恢复这些重要的上下文。虽然二倍体组装可能是基因组参考的最佳前进路径，但将性染色体表示为替代单倍型或以其他方式表示为一对，8Cell Genomics2，100132，2022会开放获取透视单倍体组装可能是最广泛适用于大多数系统的方法，其中完全定相的二倍体组装是不可行的。紫外线性染色体存在一系列独特的障碍。因为UV系统是单倍体，其中雌性具有U染色体，雄性具有V2（图2），所以两个性染色体都是性别特异性的，并且没有异配子性别以靶向基因组参考。为了捕获U和V染色体之间的多样性，需要为两种性别生成基因组参考。这在功能上与产生定相的二倍体组装体类似，尽管在给定单倍体个体仅含有单一单倍型的情况下可能更容易实现。这使得通过分别标记每个组装体内的常染色体和性染色体来直接表示单个参考。尽管与二倍体系统相似，但预计UV具有PAR，应在两者上进行标定以用于下游分析。一个类似的方法可以扩展到在许多藻类和真菌中发现的交配型基因座由于我们已经描述的性染色体的多样性，以及其他尚未发现的性染色体，这些选项将适合所有场景。无论如何，朝着一致性的形式发展这始于不间断地注意基因组参考的性别，性染色体在物种中是否在自述文件中）（方框1）。性染色体研究的前景组装和正确表达不同的真核生物性染色体有实际的结果。这包括识别与性别特异性发育，疾病，育种和进化有关的基因和变体考虑到物种的独特生物学，以及可用数据的质量和类型，一套一致的基因组组装表示标准将使一个强大的比较框架能够探索性染色体进化，功能和多样化的名副其实的自助餐。致谢资金由NSF-IOS #2128196提供给A.H.和USDA-NIFA #2022 - 67012-36818。美国能源部联合基因组研究所进行的工作由美国能源部科学办公室根据合同号DE-AC 02 - 05 CH 11231支持本出版物得到了国家卫生研究院国家普通医学科学研究所的支持，授予M.A.W.的奖项编号为R35GM124827。作者贡献所有作者构思、撰写和编辑了最终的手稿。申报利益作者声明没有竞争利益。引用1. 史蒂文斯，新墨西哥州（1905年）。精子发生研究（华盛顿卡内基研究所）。2. Bachtrog，D.，Mank，J.E.，Peichel，C.L.，Kirkpatrick，M.，奥托，S.P.，灰人，T.- L.，Hahn，M.W.，Kitano，J.，梅罗斯岛Ming，R.，等（2014 年 ） 。性 别 决 定 ：为 什 么 有 这 么多 的 方 法 ？PLoS Biol.12 ，e1001899。3. 性之树TheTree of Sex Consortium（2014）性树：性系统数据库。Sci.数据1，140015。4. 文特尔，J.C.，亚当斯，医学博士，Myers，E.W.，Li，P.W.，Mural，R.J.，萨顿，G. G.，史密斯，H.O.，Yandell，M.，埃文斯，CA，Holt，R.A.，等（2001）。人类基因组序列。Science 291，1304-1351.5. 罗斯，MT，Grafham，D.V.，科菲，A.J.，Scherer，S.，McLay，K.，Muzny，D.，Platzer，M.，豪厄尔，G.R.，Burrows，C.，Bird，C.P.，等（2005）。人类X染色体的DNA序列。自然434，325.6. Miga，K.H.，Koren，S.，Rhie，A.，Vollger，M.R.，Gershman，A.，Bzikadze，A.，Brooks，S.，Howe，E.，Porubsky，D.，佐治亚州洛格斯登等人（2020年）。一个完整的人类X染色体的端粒到端粒组装。Nature 585，79-84.7. Nurk，S.，Koren，S.，Rhie，A.，Rautiainen，M.，Bzikadze，A.V.，Mikheenko ， A. ， Vollger ， M.R. ， Altemose ， N. ， 乌 拉 尔 斯 基 湖 ，Gershman，A.，等（2021年）。人类基因组的完整序列。bioRxiv上的预印本。https://doi.org/10.1101/2021.05.26.445798网站。8. Skaletsky，H.，Kuroda-Kawaguchi，T.，明克丝PJCordum，H.S.，希利尔湖，布朗，L.G.，Repping，S.，Pyntikova，T.，Ali，J.，Bieri，T.，等人（2003年）的报告。人类Y染色体的男性特异性区域是离散序列类的镶嵌体。Nature 423，825-837.9. 贾恩，M.，奥尔森，H.E.，特纳，D.J.，Stoddart，D.，Bulazel，K.V.，Paten，B.，Haussler，D.，Willard，H.F.，Akeson，M.，和Miga，K.H.（2018年）。Y染色体上人类着丝粒的线性排列。国家生物技术 36，321-323。10. Carey，S.，余，Q，Harkess，A.（2021年）。植物性染色体的多样性通过基因组测序的进展而得到强调。基因12，381.11. Rhie，A.，McCarthy，S.A.Fedrigo，O.，Damas，J.，Formenti，G.，Koren，S.，Uliano-Silva，M.，周，W.，Fungtammasan，A.，金，J.，等人（2021年）。以实现所有脊椎动物物种的完整和无错误的基因组组装。Nature 592，737-746.12. Jarne，P.，Auld，J.R.（2006年）。动物也会混淆这一点：雌雄同体动物中自体受精的分布。 Evolution 60，1816-1824.13. Renner，S.S. （2014年）。被子植物性系统的相对和绝对频率：雌雄异株、雌雄同株、雌蕊异株和更新的在线数据库。Am. J.机器人101，1588-1596。14. 郑，S.，Melkonian，M.，史密斯公司， Brockington，S.， 阿奇博尔德，J.M.，Delaux，P.- M.，李，F.- W.，Melkonian，B.， 马夫罗季耶夫，E.V.， 孙，W.，等（2018）。10KP：一个多样化的基因组测序计划。千兆科学7，1-9。15. Lewin，H.A.，罗宾逊，通用电气公司，克雷斯，W.J.，贝克，W.J.，Coddington，J.，克兰德尔，K.A.，德宾河，爱德华兹，S.V.，Forest，F.，吉尔伯特，M.T.P.，等（2018）。地球生物基因组计划：为生命的未来测序生命。Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 115，4325-4333。16. Voolstra ， C.R. ， GIGA 科 学 家 共 同 体 （ COS ） ; Wo？ rheide ， G. ，Lopez，J.V.（2017）.通过全球无脊椎动物基因组学联盟（GIGA）推进基因组学。反式系统31，1-7。17. Kamiya ， T.，Kai， W.，Tasumi ，S. ，Oka，A. ，Matsunaga ，T.，Mizuno，N.，Fujita，M.，Suetake，H.，Suzuki，S.，细谷，S.，等（2012年）。Amhr 2中的一个跨物种错义SNP与虎河豚的性别决定相关。PLoS基因组8，e1002798。Cell Genomics2，100132，2022年5月11日9会开放获取透视18. Harkess，A.，周杰，徐，C.，鲍尔斯，J.E.，Van der Hulst，R.，Ayyampa-layam，S.，Mercati，F.，Riccardi，P.，麦肯先生Kakrana，A.，等人（2017年）。芦笋基因组揭示了年轻Y染色体的起源和进化。国家通信8，1279。10Cell Genomics2，100132，2022会开放获取透视19. 刘志，Moore，P.H.，妈妈，H.，Ackerman，C.M.，Ragiba，M.，余，Q，珀尔，H.M.，Kim，医学硕士，查尔顿，J.W.，斯泰尔斯，J.I.，等人（ 2004 年 ） 。 木瓜中的 原 始 Y 染 色 体 标 志 着 性 染 色 体 进 化 的 开 始 .Nature427，348-352.20. Alfo¨ldi ，J. ， Di Palma， F. ， Grabherr ， M. ， Williams ，C. ， 孔 湖，Mauceli，E.，Russell，P.，Lowe，C.B.，Glor，R.E.，Jaffe，J.D.，等（2011年）。绿变色蜥蜴的基因组及其与鸟类和哺乳动物的比较分析。Nature 477，587-591.21. Rozen，S.，Skaletsky，H.，Marszalek，J.D.，明克丝PJ Cordum，H.S.，Waterston，R.H.，威尔逊，R.K.，Page，D.C.（2003年）的报告。 人和猿Y染色体回文臂间存在丰富的基因转换. Nature 423，873-876.22. Wing e，O？（1929年）。关于Humulu的性染色体的 性质。He-reditas12，53-63.23. Westergaard ， M. （ 1946 年 ） 。 白 唇 兰 Y 染 色 体 异 常 与 性 别 表 达 。Hereditas 32，419-443.24. Kihara，H.（1928年）。在葎草的染色体上。机器人麦格 东京42，237-238。25. Veyrunes，F.，沃特斯警局Miethke，P.，Rens，W.，McMillan，D.，Alsop ，A.E. ，Gru tzne r，F. ， 迪肯 ， J.E.， Whittingt on， C.M. ，Schatz kamer，K.，等（2008年）。鸭嘴兽类鸟的性染色体暗示哺乳动物性染色体起源较晚。Genome Res. 18，965-973.26. Gazoni，T.，哈达德，C.F.B.，Narimatsu，H.，哥伦比亚特区Cabral-de-Mello Lyra，M.L.，和Parise-Maltempi，P.P.（2018年）。亚马逊河五趾蛙的性染色体多于常染色体。染色体127，269-278.27. Kobayashi，T.，Yamada，F.，桥本，T.，Abe，S.，Matsuda，Y.， 和Kuroiwa，A. （2007年）。 在X0哺乳动物，琉球多刺鼠的特殊分钟性别特异性区域。《染色体研究》15，175-187。28. Hodgkin，J. （1987年）。线虫的初级性别决定优雅的 发展101（增刊），5-16。29. Kra 'l，J. （2007年）。 多条性染色体的进化表明了蜘蛛性染色体系统的独特结构。《染色体研究》15，863-879。30. 史密斯，B.W.（1964年）。戟叶酸模核型的演化。进化18，9331. 周庆，王杰，黄湖，加-地聂伟，王杰，Liu，Y.，赵，X.，杨，F.， 和Wang，W. （2008年）。黑麂的新性染色体再现了哺乳动物性染色体的早期进化。Genome Biol. 9，R98。32. Bachtrog，D.，Charlesworth，B.（2002年）的报告。非重组新Y染色体的适应性降低。Nature 416，323-326.33. Spigler， R.B.， Lewers ， K.S.，梅 因， D.S.， Ashman ，T.L. （2008年）。野生草莓性别决定的遗传作图揭示了性染色体的最早形式。Heredity101，507-517.34. Ellegren，H. （2000年）的第10/2000号决议。 鸟类性染色体的进化及其在性别决定中的作用。趋势生态学评价15，188-192。35. 奥诺，S。（2013年）。 性染色体和性连锁基因（Springer Science&Business Media）。36. 贾，H.- M.，贾，H.-J.，蔡昆--L.，王玉，赵，H.-B、杨文F.、王，G.-是的，李，Y. H、Zhan，D.- L.，沈，Y.- T.，等（2019）。杨梅基因组及其性别决定的遗传基础。植物生物技术J. 17，397-409.37. 赫斯特，C.E.，少校，A.T.，史密斯，C.A.（2018年）。鸡的性别决定和性腺性别分化模型。Int. J. Dev. Biol.62，153-166.38. Traut，W.，和Marec，F.（1997年）。鳞翅目（昆虫纲）某些种的性染色体分化.《染色体研究》，第5卷，第283-291页。39. 格林，D. M.，Zeyl，C.W.，和Sharbel，T.F.（1993年）。残存的新西兰蛙的超可变性染色体和额外染色体的进化. J. Evol. 6，417-441。40. Filho，O. M.，洛杉矶的贝托洛还有朱尼尔P.M.G.（1980年）。近缘无齿鱼雌性异配子体多性染色体系统的证据. Caryologia 33，83-91.41. de Oliveira ， R.R. ， Feldberg ， E. ， dos Anjos ， M.B. ， Zuanon ， J.（2008）. 亚马逊河流域钩鲶属鱼类多性染色体（XX/XY 1 Y2和Z1 Z1 Z2Z2/Z1 Z2 W1 W2）的出现Genetica 134，243-249.42. Schova，J.， 哦，M.， Dincaloves，V.， Watanab e，M.，萨哈拉，K.，和Marec，F. （2016年）。裂殖、