中国农科院生物所建立水稻表观组学数据库，助力水稻智能设计育种

来源：BioArt植物

表观遗传是指在不改变DNA、RNA或蛋白序列的情况下，发生可遗传的基因表达变化，参与生长发育、基因表达调控、响应环境信号等多个方面，是生物性状多样性的基础。近年来，检测技术和高通量测序的发展推动了水稻DNA甲基化、RNA甲基化等表观组学的研究热潮，为理论和育种应用提供了基础（Liang et al. 2020）。然而，如何整合水稻多种表观组学数据和构建数据平台是目前面临的关键问题。此外，人工智能技术在表观组学大数据分析和预测上具有广阔的应用前景。

近日，中国农业科学院生物技术研究所谷晓峰研究团队和田健研究员建立了水稻专属的表观组学数据库（http://www.elabcaas.cn/rice/index.html），为水稻智能设计育种提供了数据平台。同时，在国际生物技术著名期刊Plant Biotechnology Journal上发表了题以eRice: a refined epigenomic platform for japonica and indica rice的数据库论文。

eRice数据库平台整合了的粳稻品种“日本晴”和籼稻品种“93-11”的DNA腺嘌呤甲基化（6mA）和胞嘧啶甲基化（5mC）全基因组图谱和组装质量大幅度提升的参考基因组（Zhang et al. 2018），以及多种组蛋白修饰组学数据（Zhang et al. 2012; Lu et al. 2015）。此外，eRice数据库还包括了以人工神经网络模型算法为基础的人工智能（AI）预测的DNA 6mA修饰位点。整合水稻多种表观组学、基因组学和AI预测数据将大大提升数据深度挖掘能力，实现了基因序列和注释信息、DNA甲基化、组蛋白修饰及DNA甲基化智能预测数据的系统查询和一体化展示。

该数据库将持续更新各类表观组学信息，为水稻表观组学和功能基因组学的研究提供更完善的信息查询和检索平台，为水稻智能适应环境和重要农艺性状改良提供数据信息平台支撑。

参考文献：

Liang, Z., Riaz, A., Chachar, S., Ding, Y., Du, H., and Gu, X. (2020) Epigenetic Modifications of mRNA and DNA in Plants. Mol Plant, 13, 14-30.

Lu, L., Chen, X., Sanders, D., Qian, S., and Zhong, X. (2015) High-resolution mapping of H4K16 and H3K23 acetylation reveals conserved and unique distribution patterns in Arabidopsis and rice. Epigenetics, 10, 1044-1053.

Zhang, Q., Liang, Z., Cui, X., Ji, C., Li, Y., Zhang, P., Liu, J., Riaz, A., Yao, P., Liu, M., Wang, Y., Lu, T., Yu, H., Zheng, H., and Gu, X. (2018) N6-methyladenine DNA methylation in japonica and indica rice genomes and its association with gene expression, plant development, and stress responses. Mol. Plant, 11, 1492–1508.

Zhang, W., Wu, Y., Schnable, J.C., Zeng, Z., Freeling, M., Crawford, G.E., and Jiang, J. (2012) High-resolution mapping of open chromatin in the rice genome. Genome Res. 22, 151-162.

论文原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13329

数据库链接：

http://www.elabcaas.cn/rice/index.html