华农学者构建玉米多维网络图谱|环球最资讯

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湖北日报讯 （记者韩晓玲、通讯员蒋朝常）12月30日，华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室一项研究成果在线发表于国际学术杂志《自然-遗传》。该研究构建了玉米第一代多组学整合网络图谱，提供了系统解析复杂性状遗传的新路径，并以玉米开花期等为例，探讨了其应用场景。

2016年，华中农大李林教授课题组联合杨芳教授课题组、严建兵教授课题组，正式拉开在基因组、转录组、翻译组、以及蛋白组学等水平构建玉米多维网络图谱的序幕。经过6年攻关，课题组利用生物网络大数据，从多维组学的角度构建起一张关于基因与基因调控的“关系网”，涉及到200万个互作关系，为全面系统解析玉米遗传变异机制奠定了基础。

李林教授介绍，一个生命体内部的基因，就与人类社会中的人非常相似——通过家庭亲属关系、朋友圈关系、以及工作圈关系等，或许可以了解这个人。玉米第一代多组学整合网络图谱，就是描述玉米全局基因不同层级关系的图谱。

基于成功构建的玉米多维网络大数据图谱，课题组在全基因组水平探究了重复基因在网络中的功能分化，发现不同类型的重复基因以及不同年代的重复基因的功能分化存在显著不同，揭示出玉米两个远古亚基因组从转录组到蛋白互作组表现出渐进式的功能分化；同时，重构了玉米已经克隆的株型功能基因、籽粒品质以及籽粒大小相关功能基因的分子网络，并预测出影响目标性状的新基因与分子网络。

为进一步利用数以百万计的分子调控网络关系来解析玉米复杂数量遗传性状遗传的奥秘，课题组进行了大量基于人工智能算法的探索与尝试。以玉米重要农艺性状开花期为例，开发了多个玉米开花期功能基因预测的人工智能算法，并进行了相关研究，为开花期的智能设计育种提供了理论基础与基因资源。