打造玉米多組學(xué)數(shù)據(jù)“搜索引擎” 玉米數(shù)據(jù)庫在育種中屢次立功
- 科技日?qǐng)?bào)
- 2020-08-18 08:46:37
功能性玉米被端上餐桌 這個(gè)數(shù)據(jù)庫幫了大忙
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授團(tuán)隊(duì)近日在美國(guó)《交叉科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱,他們歷時(shí)10年創(chuàng)建的玉米數(shù)據(jù)庫(ZEAMAP)第三版上線,除了國(guó)內(nèi)科學(xué)家外,國(guó)外科學(xué)家也可以利用這里的數(shù)據(jù)進(jìn)行玉米育種研究。
嚴(yán)建兵接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)表示,之前的玉米研究,我國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期依賴外國(guó)同行的資源、數(shù)據(jù)和技術(shù),而現(xiàn)在我們也可以輸出我國(guó)的玉米數(shù)據(jù)資源了。
玉米遺傳育種研究離不開數(shù)據(jù)庫
嚴(yán)建兵向記者介紹:“遺傳育種過程中,常常需要引入玉米中沒有的基因,在內(nèi)部進(jìn)行不同的排列組合,把好的基因組合轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的品種里面去,以此對(duì)玉米的某些性狀進(jìn)行改良。”
由于玉米是飼料的主要來源,我們需要的肉蛋奶主要靠它轉(zhuǎn)化而來,所以玉米在中國(guó)的需求一直在增加。玉米在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的分量也越來越重,種植面積和總產(chǎn)量都已超過了水稻和小麥,躍居第一。玉米的重要程度不言而喻,它關(guān)乎國(guó)家的糧食安全。
ZEAMAP是嚴(yán)建兵團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行玉米遺傳改良研究時(shí)收獲的一個(gè)“副產(chǎn)品”。“玉米專門數(shù)據(jù)庫對(duì)于玉米研究來說就是一個(gè)戰(zhàn)略資源,我們必須自己做。”2010年一回國(guó),嚴(yán)建兵決定一邊做育種研究一邊帶著團(tuán)隊(duì)建“數(shù)據(jù)庫”。
打造玉米多組學(xué)數(shù)據(jù)“搜索引擎”
其實(shí),在ZEAMAP走向國(guó)際之前,我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在利用它進(jìn)行各種研究。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)儲(chǔ)朝暉教授利用ZEAMAP數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘,找到了一個(gè)抗玉米紋枯病的關(guān)鍵基因;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)秦峰教授利用ZEAMAP數(shù)據(jù)庫,發(fā)表了一系列玉米抗旱方面的成果……“實(shí)際上,這個(gè)數(shù)據(jù)庫信息量還是很大的,只要你愿意去挖掘,就可以從中獲益。”嚴(yán)建兵對(duì)記者強(qiáng)調(diào),該數(shù)據(jù)庫可以成為玉米育種研究工作者的一個(gè)重要工具。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉彬做了一個(gè)三大糧食作物基礎(chǔ)研究的國(guó)際比較,結(jié)果顯示:近10年來,我國(guó)玉米研究突飛猛進(jìn),特別是近5年,我國(guó)玉米研究在高質(zhì)量期刊上發(fā)表論文的活躍程度在全球已排名第二,僅次于美國(guó)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),ZEAMAP數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)已被60多個(gè)國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室所使用,ZEAMAP數(shù)據(jù)庫中的材料也已經(jīng)分發(fā)多達(dá)15000余份,基于該數(shù)據(jù)庫發(fā)表的高水平文章已經(jīng)有數(shù)十篇。
ZEAMAP數(shù)據(jù)庫從第一版到現(xiàn)在的第三版,打破過去我國(guó)玉米育種研究的“信息孤島”,實(shí)現(xiàn)玉米多組學(xué)數(shù)據(jù)“云端”集成檢索分析;ZEAMAP數(shù)據(jù)庫成功整合了來自同一玉米群體的基因組、轉(zhuǎn)錄組、表型組、代謝組、表觀基因組、調(diào)控組以及遺傳定位結(jié)果等多組學(xué)數(shù)據(jù),構(gòu)建了一個(gè)玉米屬綜合數(shù)據(jù)庫;另外,開放了外部接口,內(nèi)嵌了基因組“瀏覽器”和“搜索引擎”,實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)組學(xué)數(shù)據(jù)的高度集成、快速檢索和智能分析。嚴(yán)建兵堅(jiān)信,再堅(jiān)持?jǐn)U展數(shù)據(jù)庫10年、20年,隨著更多科學(xué)家知道和利用它,越來越多功能性玉米將成為餐桌上的美味。
玉米數(shù)據(jù)庫在育種中屢次立功
天然玉米的油脂含量只有4%。為了獲得高油玉米,美國(guó)育種專家用了100年將這一指標(biāo)提高到20%;20世紀(jì)80年代我國(guó)育種專家宋同明教授采用新的思路進(jìn)行遺傳改良獲得這一結(jié)果,只用了8—10年。這里面的科學(xué)原理是什么,誰都不清楚,而且專家們爭(zhēng)論也很大。
2013年,嚴(yán)建兵團(tuán)隊(duì)利用ZEAMAP數(shù)據(jù)庫,在世界上首次提出:基因組水平上微效多基因的累加是油分長(zhǎng)期改良的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。這篇發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》雜志上的高引用論文,解決了專家們的這一紛爭(zhēng)。
沿用這一思路,嚴(yán)建兵團(tuán)隊(duì)再次采用ZEAMAP數(shù)據(jù)庫,將甜玉米的維生素E提高17%以上,最高可達(dá)2.5倍。這一成果率先在廣東進(jìn)行轉(zhuǎn)化,目前高維E甜玉米品種包攬廣東甜玉米的半壁江山,占據(jù)了全國(guó)甜玉米20%的市場(chǎng)。這一成果摘得2016年度國(guó)家科技發(fā)明二等獎(jiǎng)。
嚴(yán)建兵還參與了一項(xiàng)“生物強(qiáng)化”計(jì)劃,為預(yù)防兒童夜盲癥,選育富含維生素A源的玉米新品種。ZEAMAP數(shù)據(jù)庫再次立功,通過選擇高維生素A源種質(zhì)材料,使玉米中的維生素A提高到8微克/克。
本報(bào)記者 劉志偉 通訊員 蔣朝常
關(guān)鍵詞: 玉米數(shù)據(jù)庫
鄧長(zhǎng)昌:盡快對(duì)我省科技特派員制度進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)
- 黃月珍:推進(jìn)綜合改革打造臺(tái)灣同胞“第二生活圈”
- 李家榮:優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài)掀起新一輪民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展熱潮
- 黃玲:全方位構(gòu)建幸福養(yǎng)老服務(wù)體系在創(chuàng)造高品質(zhì)生活上實(shí)現(xiàn)更大突破
- 李金算:加快構(gòu)建政府公共數(shù)據(jù)服務(wù)體系打造“便利福建”
- 春節(jié)期間遼寧對(duì)道路交通安全形勢(shì)進(jìn)行分析研判 提供安全順暢的交通環(huán)境
- 福建省一批民生項(xiàng)目建設(shè)取得顯著成效
- 福建省十三屆人大六次會(huì)議在福州開幕
- 去年福建全省地區(qū)生產(chǎn)總值48810億 今年預(yù)期增長(zhǎng)6.5%
- 福建省新型冠狀病毒肺炎疫情情況
- 兩部門發(fā)布《意見》:要求各部采取針對(duì)性舉2022-01-24
- 鄧長(zhǎng)昌:盡快對(duì)我省科技特派員制度進(jìn)行系統(tǒng)2022-01-24
- 黃月珍:推進(jìn)綜合改革打造臺(tái)灣同胞“第二生2022-01-24
- 李家榮:優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài)掀起新一輪民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)2022-01-24
- 黃玲:全方位構(gòu)建幸福養(yǎng)老服務(wù)體系在創(chuàng)造高2022-01-24
- 李金算:加快構(gòu)建政府公共數(shù)據(jù)服務(wù)體系打造2022-01-24
- 住建部在全國(guó)推進(jìn)住房公積金“跨省通辦” 2022-01-24
- 數(shù)據(jù)顯示:2021年全年城鎮(zhèn)新增就業(yè)1269萬人2022-01-24
- 云南安寧打破農(nóng)民職業(yè)發(fā)展“天花板” 開展2022-01-24
- 2021年遼寧省糧食生產(chǎn)形勢(shì)喜人 糧食總產(chǎn)量2022-01-24
- 春節(jié)期間遼寧對(duì)道路交通安全形勢(shì)進(jìn)行分析研2022-01-24
- 遼寧海城市確保全年簽約億元以上項(xiàng)目超過652022-01-24
- 遼寧盤錦公布12件民生實(shí)事 推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展2022-01-24
- “有夢(mèng) 有為”周末青年志愿行動(dòng)在李滄舉行2022-01-24
- 聽·見 | 動(dòng)畫師變身面塑傳承人,這個(gè)802022-01-24
- 26名群眾代表青島占倆!高二學(xué)生成省政協(xié)旁2022-01-24
- 追蹤丨全民接力,傳來好消息!即墨失聯(lián)3天2022-01-23
- 立案查處!青島昌明置業(yè)有限公司森林公園項(xiàng)2022-01-23
- 半島驗(yàn)房丨膠州億陽金都馨城毛坯房墻面銹點(diǎn)2022-01-23
- “樂動(dòng)市南”!逛街時(shí)與藝術(shù)不期而遇,“浮2022-01-23
- 人間煙火氣!逛吃、選年貨、置辦新衣服……2022-01-23
- 浮山灣夜靜悄悄2022-01-23
- 民俗大拜年,非遺專家亮絕活!2022年山東省2022-01-23
- 風(fēng)雨無阻!嶗山區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校小學(xué)部的足球隊(duì)員2022-01-23
- 市北區(qū)探索服務(wù)賦能新路徑 營(yíng)造企業(yè)發(fā)展好2022-01-23
- 市北區(qū)聚焦中醫(yī)藥長(zhǎng)遠(yuǎn)建設(shè),產(chǎn)生“雙驅(qū)動(dòng)”2022-01-23
- 福建省一批民生項(xiàng)目建設(shè)取得顯著成效2022-01-23
- 福建省十三屆人大六次會(huì)議在福州開幕2022-01-23
- 去年福建全省地區(qū)生產(chǎn)總值48810億 今年預(yù)2022-01-23
- 福建省新型冠狀病毒肺炎疫情情況2022-01-23