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本報記者?趙漢斌??實(shí)習(xí)生?楊紫娟

竹類植物是竹亞科植物的總稱，與水稻、小麥、大麥和燕麥同屬于禾本科BOP分支，具有重要的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和文化價值。有效整理盤活海量的竹類組學(xué)和分類學(xué)信息數(shù)據(jù)，更好地服務(wù)竹類植物的系統(tǒng)進(jìn)化和功能研究，已經(jīng)成為研究人員和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迫切需求。

近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員李德銖團(tuán)隊基于長期研究成果，搭建并公布了一個竹類組學(xué)和分類學(xué)信息平臺（BambooBase），相關(guān)論文在線發(fā)表于國際期刊《分子植物》。

這一信息平臺收錄了竹類植物18個不同版本的基因組、476個轉(zhuǎn)錄組和16個表觀基因組的數(shù)據(jù)，以及135個屬的分類學(xué)信息。研究團(tuán)隊基于序列相似性和基因共線性信息，構(gòu)建了竹亞科物種基因組及亞基因組間的同源基因數(shù)據(jù)集。

該平臺提供了豐富的生物信息學(xué)工具，方便用戶對不同竹類植物基因以及基因同源關(guān)系進(jìn)行查詢、分析和可視化?！爸耦惤M學(xué)和分類學(xué)信息平臺用戶界面友好，是一個集成竹類多組學(xué)和分類學(xué)資源的信息平臺，可為全球從事竹類相關(guān)研究的人員提供一站式數(shù)據(jù)支持。”李德銖介紹。

在演化進(jìn)程中，竹類植物經(jīng)歷過多次異源多倍化事件，各主要分支間形成復(fù)雜的網(wǎng)狀演化關(guān)系，同源基因的鑒定比較困難。該平臺選擇水稻作為外類群，以亞基因組為單位，通過整合序列相似性和基因共線性信息，將13個基因組27個亞基因組的基因聚類劃分到16.63萬個共線直系同源基因簇。與僅使用序列相似性信息聚類方法獲得的基因簇相比，同源基因簇在區(qū)分直系同源基因和旁系同源基因方面表現(xiàn)更優(yōu)。

“此外，相較于嚴(yán)格要求基因拷貝數(shù)符合染色體倍性的‘完美拷貝’方法，共線直系同源基因簇提供了更靈活和更全面的直系同源基因數(shù)據(jù)集。”中國科學(xué)院昆明植物研究所副研究員劉云龍介紹，平臺用戶可以從目標(biāo)基因出發(fā)，查詢其所在同源基因簇的所有基因列表和基因樹。

竹類組學(xué)和分類學(xué)信息平臺為每個基因建立一張“卡片”，記錄包括基因注釋、各類組織和不同發(fā)育階段表達(dá)量等基本信息。研究人員還可以從該卡片鏈接到基因組可視化和同源基因等模塊以及相關(guān)外部數(shù)據(jù)庫。此外，平臺還提供了豐富的查詢、分析和可視化工具，如微觀和宏觀尺度（亞）基因組共線性、序列搜索比對、引物設(shè)計、同一竹種不同拼接組裝版本的基因ID轉(zhuǎn)換、功能基因富集和共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析等。

除了多組學(xué)數(shù)據(jù)外，平臺的竹類系統(tǒng)發(fā)育工作組版塊集中介紹了全球竹亞科已知的3個族135屬的主要分類學(xué)信息，包括每個屬發(fā)表時的原始文獻(xiàn)、異名、模式種、形態(tài)學(xué)描述和地理分布等。同時，該平臺還提供了一些主要屬的相關(guān)研究文獻(xiàn)、標(biāo)本及活體照片和所含物種等信息。