棕榈科包含约202属,大约2600种植物,这些植物广泛分布于热带和亚热带地区,从海平面到高海拔地区都有它们的身影。这些植物以其独特的形态和生态适应性而闻名,是热带和亚热带生态系统中的重要组成部分,同时也是亚热带和热带地区最重要的经济作物之一。其中我们熟知的有,包括号称世界油王的油棕、号称沙漠面包-生命之树的椰枣、含有生命之水-天然饮料的椰子、具有槟榔碱的四大南药之一的槟榔、制作家具及工艺品的理想材料棕榈藤等,它们不仅是重要的油料作物,也是重要的景观和药用植物。
随着基因组测序技术的发展,油棕、椰枣、椰子、槟榔等棕榈科植物基因组被相继破译,伴随着产生了大量的组学数据,但该领域的研究一直缺乏可以对海量多维组学数据进行分析的公共平台,严重限制了棕榈科物种的基础研究和生物育种进程。罗杰教授团队在2021年完成了两个高质量椰子精细基因组图谱,在对椰子进行研究的过程中,团队成员苦于没有针对组学数据的公共分析平台,十分影响研究的进程。因此,为了更好地对椰子进行研究,同时也为了从事棕榈科的研究人员有一个较为方便的分析平台。该团队对油棕、椰枣、椰子、槟榔、省藤和黄藤六个物种的七个基因组数据、1,631个变异组数据,866个转录组数据及138个代谢组数据进行下载以及整合分析,嵌入了12个常用的生物信息学分析工具,构建了棕榈科首个多组学综合分析平台ArecaceaeMDB (http://arecaceae-gdb.com )。
该平台提供了六个物种基因组组织及注释的基本信息,使用者可以对六个物种基因的注释功能、转录因子、基因家族、同源基因、以及对应水稻和拟南芥同源基因等多种信息进行查询,转录组和代谢组模块提供了多个组织和时期的表达信息和代谢谱数据的检索。变异组模块不仅可以查询相关物种的变异组数据样本的信息,同时可以查询针对特定基因或特定区域的SNP和Indel信息。工具模块包括Blast、eFP(基因和代谢物)、Jbrowse、共线性分析、GWAS分析、GO和KEGG富集分析、进化树构建、序列提取等多种常用工具。该平台在未来会持续更新,增加更多的数据及分析工具,致力于为棕榈科基础研究和遗传育种研究提供有力的分析平台。
相关研究成果发表在植物学知名期刊《Plant Biotechnology Journal》上,海南省种业实验室、海南大学三亚南繁研究院罗杰教授为论文通讯作者,海南大学博士后杨壮、博士生刘振寰、徐航,黄思曙和海南省种业实验室博士后李宇飞为论文共同第一作者。海南大学肖勇研究员和丁元昊副教授为本篇论文的构思与写作提供了宝贵意见。本研究得到了海南省种业实验室“揭榜挂帅”(B21HJ0903、B23CJ0903)项目、海南省科技合作项目等资助。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13945