图1  图形泛基因组的技术原理

图2  文章发表信息

图形泛基因组的构建方法

图3  图形泛基因组的构建方式

图4  图形泛基因组的存储格式

图形泛基因组的注释和基于图形泛基因组的SV检测

基于同源、从头和转录组等方法，线性参考基因组的注释已经非常成熟。目前图形泛基因组的注释主要依靠于线性基因组的映射，但这只能映射已知存在物种的基因，无法预测新基因，未来需要开发致力于图形泛基因组的注释。变异信息的注释需要确定其位置和类型，方便后续分析，这需要重点关注新的SV、TE的注释等。

图形泛基因组可以作为reference，来识别更多和更广泛的SV。目前Giraffe是基于图形泛基因组识别SV的最佳工具，但由于短读长的特点，很难处理重复片段。因此，为了获得更好的结果，还需要使用长读长数据进行进一步测试。此外，在使用图形泛基因组作为参考基因组时，可以得到更佳的比对结果和更多的SNP、INDEL和SV，但需要注意重测序数据的比对结果是否足够准确。

表1  基于图形泛基因组的比对工具

图形泛基因组的应用

基因组学一直围绕参考基因组展开，图形泛基因组可以将参考基因组和群体之间的SV信息联系起来，这可以在新功能元件鉴定、扩展现有泛基因组的尺度、GWAS等方面得到广泛应用。例如，图形泛基因组可以帮助识别更多的顺式调控元件和对HOT区域更充分的挖掘，这会发现很多新基因，并且与抗性基因更为相关；图形泛基因组通过GWAS分析和其他方法来挖掘和整合物种中的遗传变异，并关联表型数据以识别控制物种表型的变异，从而指导改良育种，这在大豆和水稻中得到了广泛的验证。

后续研究中，研究者应开发更多的图形泛基因组生信工具，建立更广泛的图形泛基因组应用场景（与其它组学数据相结合），并将QTL直接映射到图形泛基因组上，这可以更直观地指导育种。

图形泛基因组的未来挑战与机遇

图形泛基因组目前还存在一定的局限性。首先，目前没有办法评估由多个线性基因组构建的基于图的泛基因组的质量，这不仅限制了物种基因组特征的分析，也限制了图形泛基因组的比较分析；此外，目前可用的工具普遍性较差；每种类型的软件都有自己的优点和缺点，它们不能相互补充。因此，很难完成所有上游和下游分析。另一个问题是基于图形的泛基因组的清晰可视化，特别是关于图形结构的可视化，以便通过可视化更容易理解图形的拓扑结构和变异信息。

但无论如何，应用基于图的泛基因组是参考基因组的新趋势。这些基因组比线性基因组更大、更完整，几乎包含一个物种的所有基因和变异信息。显然，使用基于图的泛基因组作为参考更为合适。此外，基于T2T的图形泛基因组有助于研究复杂区域和重复元件（如着丝粒区域）的遗传多态性。