甘蔗是重要的經(jīng)濟(jì)作物,其基因組高度復(fù)雜,包含多倍體、高雜合性及非整倍體,且遺傳背景狹窄,嚴(yán)重制約了基因功能解析與育種發(fā)展。近年來,甘蔗遺傳學(xué)研究取得顯著進(jìn)展,亟需一個(gè)整合多維組學(xué)數(shù)據(jù)的資源平臺(tái),支撐提高其科研與育種應(yīng)用的效率。
中國科學(xué)院北京基因組研究所(國家生物信息中心)發(fā)布甘蔗多組學(xué)數(shù)據(jù)整合資源平臺(tái)SugarcaneOmics,旨在為全球甘蔗研究者提供一站式多組學(xué)數(shù)據(jù)查詢、分析與可視化服務(wù),支撐甘蔗功能基因組學(xué)研究及分子育種,助力開啟甘蔗“組學(xué)驅(qū)動(dòng)育種”新時(shí)代。
SugarcaneOmics平臺(tái)突破傳統(tǒng)單組學(xué)分析壁壘,整合了甘蔗及其近緣屬種的基因組、轉(zhuǎn)錄組、變異組、特征基因、種質(zhì)資源等五大核心數(shù)據(jù)模塊:
基因組模塊,匯集了包括甘蔗、蔗茅、芒及高粱在內(nèi)的,多個(gè)物種染色體級(jí)別的基因組組裝,并提供了全面的基因功能注釋和泛基因組結(jié)果查詢;轉(zhuǎn)錄組模塊,基于標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)錄組定量流程,刻畫了1256個(gè)甘蔗樣本(涵蓋14種組織和6個(gè)發(fā)育階段)的全景式基因表達(dá)圖譜,首次實(shí)現(xiàn)甘蔗全生育期基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性解碼,用戶可檢索目標(biāo)基因在不同組織、發(fā)育時(shí)期及多種種質(zhì)群體中的表達(dá)模式,獲取不同處理?xiàng)l件下的差異表達(dá)信息;變異組模塊,鑒定了來自322份甘蔗種質(zhì)的大約1.45億個(gè)單核苷酸多態(tài)性和3000萬個(gè)短插入/缺失,構(gòu)建了目前為止全球最大的甘蔗群體遺傳變異圖譜庫,并支持選擇清除信號(hào)的可視化,為破解甘蔗復(fù)雜種群動(dòng)態(tài)歷史和馴化育種背景難題提供關(guān)鍵支持;特征基因模塊,系統(tǒng)注釋了甘蔗轉(zhuǎn)錄因子家族,并通過文獻(xiàn)審編和比較基因組學(xué)方法,鑒定了參與關(guān)鍵農(nóng)藝性狀調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的候選功能基因,為甘蔗基因功能研究提供線索;種質(zhì)資源模塊,整合了1096份甘蔗種質(zhì)的育種信息和基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以支持種質(zhì)篩選。
SugarcaneOmics還搭載CRISPR脫靶預(yù)測(cè)、引物設(shè)計(jì)、蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析、BLAST、序列提取、基因組瀏覽器和GO/KEGG富集分析等七大高效易用的在線工具,顯著提升了數(shù)據(jù)挖掘與功能研究的效率,為甘蔗“兩高三抗”育種目標(biāo)提供候選基因篩選和育種靶點(diǎn)篩查能力。
該平臺(tái)通過一體化、交互式的多組學(xué)數(shù)據(jù)與工具集成,預(yù)期能為甘蔗遺傳學(xué)及育種研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和全新的觀察視角。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物通訊》(Plant Communications)上。
論文鏈接
SugarcaneOmics數(shù)據(jù)模塊及在線工具概覽
本文鏈接:甘蔗多組學(xué)整合數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)布http://www.sq15.cn/show-12-1839-0.html
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