新疆生地所发布耐脱水植物基因组数据库

　　通常情况下，极端脱水对植物是致命的，但有少数陆地植物在特殊的环境中演化出了营养体耐脱水（Vegetative Desiccation Tolerance, VDT）的特性，该性状在陆地植物中极为罕见，仅约330种维管植物具有VDT特性，而该特性在苔藓植物中相对普遍。这些耐脱水植物具有“干而不死，遇水复苏”的典型特征，被认为是植物界中的“三体人”。在过去十年里，测序技术的进步与普及应用使我们有机会更深入地研究这类耐脱水植物的基因组及其演化特征。然而，尚未有一个专门的综合数据库来整合这些宝贵的基因组资源，以促进和便于对该类植物的基因数据资源整合，发掘和利用。

　　近日，全讯600cc大白菜张道远研究团队发布了耐脱水植物基因组数据库Drying without Dying，该数据库包含26套VDT相关的植物基因组数据资源，其中10套为苔藓植物的基因组，该数据库整合了常用的生物信息学分析工具模块，便于湿实验工作者后续对该类植物基因信息的分析和挖掘。

　　耐脱水被认为是陆地植物中一种古老的性状，可以在陆地植物各主要类群中观察到，但主要存在于种子和孢子等繁殖体中。只有极少数的物种可以耐受营养体脱水，即达到-100MPa或更低的组织水势而不死亡。基于对脱水植物基因组学研究多年的研究和积累，新疆生地所张道远团队建立了该耐脱水植物基因组数据库，该数据库还整合了丰富的生物信息学分析工具模块，如多种类型的序列比对，同源基因簇搜索、功能检索、GO功能注释和代谢途径富集统计、基因表达谱分析、共表达网络提取，以及每个物种基因组的JBrowser浏览等。此外，该研究进行了全基因组的串联重复基因和PFAM家族严格的统计分析，发现干旱响应ABA转运蛋白AWPM-19家族在苔藓植物中显著串联重复扩张，但在维管植物中却很少通过串联重复扩张。通过对脱水过程转录组的分析还揭示了脱水后苔藓植物和被子植物之间转录响应模式的分歧。综合起来，这些分析为苔藓植物和维管植物两大分支在植物耐脱水特性方面的趋异演化提供了基因组和转录组层面的证据。

　　本研究相关成果以“Drying without Dying: a genome database for desiccation-tolerant plants and evolution of desiccation tolerance” 为题发表在Plant Physiology。论文第一作者为高贝副研究员，通讯作者为张道远研究员，该项研究得到国家自然科学基金和第三次新疆综合科学考察等项目的支持。

　　论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad672 

图1: 耐旱植物基因组数据库的数据源模块与生物信息学功能模块整合，以及数据库结构和功能

图2: 显著串联重复扩张家族在26个植物基因组中的分布以及AWPM-19家族在苔藓植物中的串联重复扩张和失水状态表达图谱