近日，北京林業(yè)大學(xué)林木分子育種團隊聯(lián)合中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）開(kāi)發(fā)了多年生木本植物遺傳信息數據庫PPGR (https://ngdc.cncb.ac.cn/ppgr/)，該研究成果以“PPGR: a comprehensive perennial plant genomes and regulation database”為題被《核酸研究》（Nucleic Acids Research）(ICR分區一區，IF="14.9)收錄并發(fā)表。

多年生木本植物是重要的植物類(lèi)群，是木材、精油、松脂等特殊代謝物的重要來(lái)源，對整個(gè)生態(tài)系統、工業(yè)和醫藥產(chǎn)業(yè)更有著(zhù)巨大的貢獻。因此，精確解析多年生木本植物木材形成、抗性調控、休眠機制、次生代謝調控等重要生物學(xué)過(guò)程關(guān)鍵基因，建立系統的遺傳調控網(wǎng)絡(luò )，對于闡明該類(lèi)群植物重要性狀生物學(xué)基礎、分子育種和種質(zhì)創(chuàng )新具有重要的意義。

近年來(lái)，隨著(zhù)多年生木本植物的基因組和功能研究的深入，大量的數據不斷產(chǎn)生。然而，這些數據的收集、存儲管理、功能挖掘和開(kāi)發(fā)利用一直是該領(lǐng)域發(fā)展的核心問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，PPGR在多年生木本植物數據標準化的基礎上，提供了多組學(xué)大數據存儲、分析、共享和可視化服務(wù)。PPGR的開(kāi)發(fā)實(shí)現了多年生木本植物組學(xué)資源的系統管理和高效利用，為多年生木本植物遺傳改良、功能基因組學(xué)研究、分子育種提供了新的重要遺傳資源和有力工具。

PPGR整合了毛果楊、油松、大桉、銀杏等60種木本植物的基因組數據，應用標準化流程分析了9,016個(gè)轉錄組數據集，PPGR計算了107,344個(gè)轉錄因子、10,263個(gè)抗病 (NLR) 基因、以及53,829個(gè)水平轉移基因、8.47億條基因互作對用來(lái)構建多維基因調控網(wǎng)絡(luò )，重繪了多條木本植物重要代謝通路（木材形成、季節性休眠、萜烯生物合成和葉片衰老），其中包涵了87,372個(gè)通路候選基因。另外PPGR還提供了相應模塊供用戶(hù)瀏覽分析多組學(xué)數據，具備較強的實(shí)用性和交互性，并且提供了“一站式”分析結果的在線(xiàn)集成工具以方便用戶(hù)對基因集合進(jìn)行功能富集分析 (GO、KEGG)、調控網(wǎng)絡(luò )檢索、序列分析(啟動(dòng)子序列motif 預測與富集) 和BLAST。

PPGR: 多年生木本植物遺傳信息數據庫

PPGR是一個(gè)全面的多年生木本植物資源庫，用戶(hù)可以通過(guò)基因名稱(chēng)或基因索引快速獲取感興趣基因的位置、結構、功能域、代謝通路、同源基因、互作基因、調控通路、表達模式等相關(guān)多組學(xué)信息。在多維基因調控網(wǎng)絡(luò )構建過(guò)程中，PPGR采用了文本智能挖掘、文獻數據人工審編、互作預測算法等多種方式對蛋白-蛋白、轉錄因子-靶標、共表達網(wǎng)絡(luò )在內的多種信息進(jìn)行高效整合并預測。除此之外，基于遺傳調控網(wǎng)絡(luò )的分子育種模塊正在開(kāi)發(fā)，近期將應用于該數據庫。

截止2024年3月，PPGR已成功收錄了眾多與多年生植物基因組和調控相關(guān)的數據，這一寶貴的資源無(wú)疑將加速多年生植物基因組和調控研究領(lǐng)域的發(fā)展。隨著(zhù)PPGR數據庫的推出，預計將為林木基因組學(xué)和基因調控研究領(lǐng)域帶來(lái)更多的科研突破和發(fā)現。

北京林業(yè)大學(xué)生物學(xué)院碩士研究生楊森，中國科學(xué)院基因組研究所博士研究生宗文婷為論文第一作者；北京林業(yè)大學(xué)生物學(xué)院謝劍波教授，中國科學(xué)院北京基因組研究所李茹姣研究員，中國科學(xué)院北京基因組研究所鮑一明研究員為通訊作者。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、國家林草局青年拔尖人才等項目的聯(lián)合資助。

論文鏈接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad963/7337612?searchresult="1