利用CBS-tools对基因组组装中的性染色体进行鉴定、定相和结构注释

对于性别由染色体决定的雌雄异体物种而言，一套完整的参考基因组应包含所有性染色体同源体的序列支架。然而，与常染色体相比，性染色体在计算分析方面面临着独特的挑战。在此，我们提出了一种基于 k-mer 的分析方法——染色体遗传学测序（Cytogenetics-By-Sequencing，CBS）工具，该方法利用少量已鉴定性别的分离株的全基因组测序数据。不同于通常仅处理性染色体某一方面的其他方法，CBS-tools 旨在引导用户完成从鉴定异配性别到识别性别决定区域（sex-determination region，SDR）的全过程。CBS-tools 的核心是自动定量性别特异性 k-mer，从而预测异配性别。利用公开数据集，CBS-tools 正确识别了所测试的 31 个物种中已知的性别决定系统。此外，我们还利用这些 k-mer，对代表不同性别决定系统的物种中不同单倍型之间性染色体的分相结果进行了验证和校正。最后，我们借助交互式网络平台利用这些 k-mer 界定了性别决定区域的边界。CBS-tools 的开发初衷是应对此前尚未得到探索的性染色体系统，但同样适用于已经得到充分研究的性染色体对。

对于具有染色体决定的雌雄异体性别的物种，一份完整的参考基因组应包含所有性染色体同源体的支架序列。然而，与常染色体相比，性染色体带来了独特的计算分析挑战。在此，我们提出了一种基于 k-mer 的分析方法，该方法利用少数经性别鉴定的分离株的全基因组测序数据：基于测序的细胞遗传学（Cytogenetics-By-Sequencing，CBS）工具。不同于通常仅处理性染色体某一方面的其他方法，CBS-tools 致力于引导用户完成从发现异配性别到鉴定性别决定区域（sex-determination region，SDR）的全过程。CBS-tools 的核心是对性别特异性 k-mer 进行自动定量，以预测异配性别。利用公开可得的数据集，CBS-tools 正确鉴定了所测试的 31 个物种已知的性别系统。此外，我们还利用这些 k-mer，对代表不同性别系统的物种中性染色体单倍型之间的定相进行了验证和纠正。最后，我们利用这些 k-mer，通过一个交互式网络平台界定了 SDR 的边界。CBS-tools 的开发初衷是用于此前尚未深入研究的性染色体系统，但同样适用于研究较为充分的性染色体对。

Alex Harkess 是 Veil Genomics 的联合创始人及董事会成员。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.23.753885v1?rss=1

🏷️ 性染色体鉴定 基因组组装 k-mer分析 性别决定区域 单倍型分相