近日,，我校生命科學(xué)學(xué)院李鴻彬教授團(tuán)隊(duì)在植物黃萎病研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,，建立了國際上首個(gè)完全開放的用于研究植物和輪枝菌互作的多組學(xué)數(shù)據(jù)庫—VPI-MD，研究成果以“VPI-MD: a multi-omics database for Verticillium-plant interaction”為題,，發(fā)表在植物學(xué)科國際權(quán)威期刊《Plant Biotechnology Journal》（中科院1區(qū)TOP期刊,，五年影響因子12.1，植物學(xué)科期刊排名5/265）,。 

由大麗輪枝菌引起的黃萎病是全球最嚴(yán)重的土壤傳播植物病害之一,，超過400種植物/作物受到黃萎病的嚴(yán)重影響，導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量大幅下降,，造成全球數(shù)十億美元的巨額經(jīng)濟(jì)損失,。控制引起黃萎病的關(guān)鍵病原菌和闡明病原菌-宿主相互作用機(jī)制是防治黃萎病的重要前提,。VPI-MD數(shù)據(jù)庫將在黃萎病的防治方面發(fā)揮重要作用,，為農(nóng)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

該數(shù)據(jù)庫收集了包括大麗輪枝菌（V. dahliae）和其他輪枝菌在內(nèi)的10種輪枝菌,，以及鐮刀菌等相關(guān)菌屬共計(jì)104個(gè)致病菌的相關(guān)數(shù)據(jù),；宿主植物包括錦葵科、茄科,、十字花科等七個(gè)科屬在內(nèi)的14種植物（圖1）,。

圖1. VPI-MD多組學(xué)數(shù)據(jù)庫涉及的輪枝菌屬和植物物種

該數(shù)據(jù)庫收集了目前相關(guān)的所有多組學(xué)數(shù)據(jù),，包括基因組、轉(zhuǎn)錄組,、蛋白組,、代謝組、甲基化組,、非編碼RNA等在內(nèi)的所有已公開的和自測(cè)的3000+樣本數(shù)據(jù),，總的數(shù)據(jù)量超過了6.5T。收集和整理了已鑒定的黃萎病相關(guān)的242個(gè)真菌基因和565個(gè)寄主植物基因,。開發(fā)內(nèi)置了包括在線差異分析和GO/KEGG富集分析在內(nèi)的14個(gè)在線分析工具,，并支持使用者上傳自己的組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是數(shù)據(jù)收集,、分析,、可視化于一體的綜合數(shù)據(jù)庫（圖2）。

圖2. VPI-MD數(shù)據(jù)庫構(gòu)建框架和組成內(nèi)容

研究團(tuán)隊(duì)利用兩個(gè)實(shí)例演示了數(shù)據(jù)庫中組學(xué)數(shù)據(jù)和在線分析工具的使用,，展示了利用該數(shù)據(jù)庫挖掘數(shù)據(jù)的快速性和準(zhǔn)確性：

（1）多組學(xué)聯(lián)合分析,。通過自測(cè)的轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，成功鑒定了一系列候選致病基因,。通過Protein-Protein Interaction工具預(yù)測(cè)VdSFL1轉(zhuǎn)錄因子和HSP90等基因存在互作,，該結(jié)果得到了酵母單雜和雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)的驗(yàn)證。敲除實(shí)驗(yàn)也證明VdSFL1顯著影響大麗輪枝菌對(duì)棉花的致病力（圖3）,。

圖3. 多組學(xué)聯(lián)合分析實(shí)例

（2）泛基因組分析,。真菌的譜系特異性區(qū)間（LSRs）通常含有獨(dú)特生物功能的關(guān)鍵基因，通過自測(cè)的棉花強(qiáng)致病力大麗輪枝菌V592基因組為參考基因組,，進(jìn)行了泛基因組分析,，成功鑒定了兩個(gè)LSRs，其中LSR1-V592已經(jīng)被廣泛研究,，該片段來自F. oxysporum f. sp. vasinfectum的水平轉(zhuǎn)移,，含有多個(gè)棉花特異的致病基因。LSR2-V592是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的LSR,，與LSR1-V592含有相同的分布模式,，同樣來源于鐮刀菌屬F. keratoplasticum LHS11.1的水平轉(zhuǎn)移（圖4）。

圖4. 泛基因組分析實(shí)例

論文第一單位為石河子大學(xué),，生命科學(xué)學(xué)院李鴻彬教授為論文通訊作者,，生命科學(xué)學(xué)院博士生石善黨為論文第一作者，該工作得到了新疆維吾爾自治區(qū)“天山英才”計(jì)劃等項(xiàng)目的資助,。

（通訊員：黃剛 石善黨）