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CNGBdb:国家基因库生命大数据平台

遗传 2020年第8期42卷 799-809页

作者：陈凤珍游丽金杨帆王丽娜郭学芹高飞华聪谈聪方林单日强曾文君王博王韧徐讯魏晓锋深圳国家基因库深圳518120 深圳华大生命科学研究院深圳518083 深圳华大智造科技有限公司深圳518083 广东省高通量基因组测序与合成编辑应用重点实验室深圳518120

国家基因库生命大数据平台(China National GeneBank DataBase,CNGBdb)是一个致力于生命科学多组学数据归档和开放共享的数据库平台,是深圳国家基因库的核心功能“三库两平台”中生物信息数据库的对外服务平台,拥有深圳国家基因库丰富... 详细信息

国家基因库生命大数据平台(China National GeneBank DataBase,CNGBdb)是一个致力于生命科学多组学数据归档和开放共享的数据库平台,是深圳国家基因库的核心功能“三库两平台”中生物信息数据库的对外服务平台,拥有深圳国家基因库丰富的样本资源、数据资源、合作项目资源和强大的数据计算和分析能力等优势。生命科学研究已经进入到了一个以高通量多组学数据为基础的大数据时代,迫切需要加强国际合作和信息共享。随着中国经济的发展和在生命科学研究领域的研究项目投入力度的加大,需要建立相关的生命大数据归档和共享的平台,来促进我国生命科学研究项目中生成的基因组学数据的系统管理、开放共享与合理利用。目前,CNGBdb主要提供生命科学研究相关的数据归档、知识搜索、数据管理、数据计算和数据服务等服务。其归档和共享的数据类型,主要包括项目、样本、实验、测序、组装、变异、序列等。截止2020年5月22号,CNGBdb已接受了全球生命科学科研工作者提交的研究项目达2176个,归档的基因组学数据量超过2221 TB。未来,CNGBdb将继续推动生命科学研究多组学数据的开放共享和产业应用,完善基因组学数据的归档和共享功能,提升其服务生命科学数据开放共享的能力。CNGBdb的网址是:https://***/。

关键词：国家基因库生命大数据平台数据归档数据共享多组学数据

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DNA信息存储的机遇与挑战

生命科学 2021年第12期33卷 1469-1475页

作者：强薇沈玥戴俊彪中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院广东省合成基因组学重点实验室深圳市合成基因组学重点实验室深圳518055 深圳华大生命科学研究院广东省高通量基因组测序与合成编辑应用实验室深圳518083

在高度信息化的现代社会中,现有的硅基存储资源将难以满足爆炸式增长的信息总量。基于DNA介质的信息存储融合了多个学科领域,提供了一种新的存储模式,并在世界范围内取得了相当的进展。该文首先对目前DNA信息存储所取得的进展进行梳理归... 详细信息

在高度信息化的现代社会中,现有的硅基存储资源将难以满足爆炸式增长的信息总量。基于DNA介质的信息存储融合了多个学科领域,提供了一种新的存储模式,并在世界范围内取得了相当的进展。该文首先对目前DNA信息存储所取得的进展进行梳理归纳,继而总结了DNA信息领域现阶段所面临的关键问题,最后对DNA信息存储领域未来进行展望,以期为下一步研究提供方向。

关键词： DNA存储合成生物学信息科学生物信息学高通量DNA合成

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合成生物学在现代农业中的应用与前景

植物生理学报 2020年第11期56卷 2308-2316页

作者：吴杰赵乔中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室广东省合成基因组学重点实验室深圳合成基因组学重点实验室广东深圳518055

农业发展不仅要满足不断增长的人口对粮食的需求,还要考虑如何在全球气候变化和有限土地资源的背景下以可持续和快速发展的方式进行。合成生物学是农业持续增长的关键和未来农业发展的方向。本文从提高光合作用效率、自主固氮以及重塑... 详细信息

农业发展不仅要满足不断增长的人口对粮食的需求,还要考虑如何在全球气候变化和有限土地资源的背景下以可持续和快速发展的方式进行。合成生物学是农业持续增长的关键和未来农业发展的方向。本文从提高光合作用效率、自主固氮以及重塑代谢通路改良作物三个方面综述了合成生物学在提高农业产量、减少农业中的化肥使用量以及改变农业种植结构上的应用现状。最后我们对合成生物学在农业中的应用前景进行了展望,未来农业将因合成生物学的技术发生颠覆性的变化,合成生物学的发展势必影响未来农业的走向。

关键词：农业合成生物学农业产量作物改良

毛叶芋兰不同组织qRT-PCR内参基因选择与验证

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热带作物学报 2025年第1期46卷 35-43页

作者：池珈仪刘舒璇向思诗詹若挺何瑞广州中医药大学中药资源科学与工程研究中心/广州中医药大学岭南中药资源教育部重点实验室/广州中医药大学中药学院广东广州510006

毛叶芋兰(Nervilia plicata)是一种珍稀南药,目前对其有效成分及其分子调控机理鲜有报道。实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)在植物基因表达分析中得到了广泛应用,但在毛叶芋兰中缺少研究,限制了相关工作的开展。在... 详细信息

毛叶芋兰(Nervilia plicata)是一种珍稀南药,目前对其有效成分及其分子调控机理鲜有报道。实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)在植物基因表达分析中得到了广泛应用,但在毛叶芋兰中缺少研究,限制了相关工作的开展。在前期工作基础上,本研究从毛叶芋兰转录组数据库中筛选出Actin、GAPDH、TUA、UBC、UBQ、EF-1α、EF-1β、CYP、RPL共9个常见管家基因,以毛叶芋兰叶片、叶柄和球茎3个组织部位为材料,开展qRT-PCR内参基因的筛选工作。经过9个基因在不同组织的表达水平、稳定性和综合分析,筛选出最适合的内参基因,并选择毛叶芋兰花青素合成途径关键基因NpDFR、Np3GT进行验证。结果发现:EF-1α和CYP的表达稳定性相近,整体稳定性最好。2个内参基因单独或共同使用时,NpDFR、Np3GT在不同组织的表达情况与转录组测序结果基本一致,表明其均可用作qRT-PCR的内参基因。本研究结果为进一步开展毛叶芋兰药效相关基因的分子作用机理研究提供依据。

关键词：毛叶芋兰内参基因实时荧光定量PCR 表达稳定性

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定量工程生物学的化学蛋白质组学支撑性技术

科学通报 2021年第3期66卷 356-366页

作者：王蕾黄建东杨舒心黄术强李楠中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室广东省合成基因组学重点实验室深圳518055 中国科学院大学北京100049

定量工程生物学是一门前沿交叉学科,通过设计-合成-测试-学习-再设计路线将不同的生物元器件组合,形成可以执行特定功能的基因线路,再经过不断优化获得稳定的、可控的基因线路,最后将设计优化后的线路引入不同的生命体,以达到预设的目的... 详细信息

定量工程生物学是一门前沿交叉学科,通过设计-合成-测试-学习-再设计路线将不同的生物元器件组合,形成可以执行特定功能的基因线路,再经过不断优化获得稳定的、可控的基因线路,最后将设计优化后的线路引入不同的生命体,以达到预设的目的.这种变革性的方法可以创建一些能够灵敏感知和响应各种环境的工程系统,但在其中的功能检测环节,化学蛋白质组学技术则成为了测试工程改造生物功能和探究其作用机制的重要工具.随着以非天然氨基酸嵌入、生物正交化学、高分辨率质谱等技术为手段的化学蛋白质组学方法的发展,在复杂环境中解析工程生物的蛋白质组时空动力学变化成为可能,为探究工程改造菌或工程改造细胞的工作原理及其在生物体内的作用机制提供了必要的技术支撑,也为定量工程生物学研究中所需的深度功能测试提供了有效方法.本文主要是概述化学蛋白质组学技术在定量工程生物学研究中的潜在应用.

关键词：定量工程生物学基因线路化学蛋白质组学生物正交化学

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原位刻蚀调控多级孔分子筛策略及其应用进展

化学学报 2023年第8期81卷 937-948页

作者：洪梅高金强李彤杨世和广东省纳米微米材料研究重点实验室、省部共建肿瘤化学基因组学国家重点实验室、北京大学深圳研究生院化学生物学与生物技术学院深圳518055

沸石分子筛是迄今为止应用最广泛,对社会贡献最大的多孔材料.多级孔沸石兼具扩散系数大和活性高的双重优势,是理想的吸附和催化材料.研究发现一类有机小分子致介孔剂如氨基酸、苯酚、氮唑等,通过原位生成氧、氮或碳负离子起到亲核刻蚀作... 详细信息

沸石分子筛是迄今为止应用最广泛,对社会贡献最大的多孔材料.多级孔沸石兼具扩散系数大和活性高的双重优势,是理想的吸附和催化材料.研究发现一类有机小分子致介孔剂如氨基酸、苯酚、氮唑等,通过原位生成氧、氮或碳负离子起到亲核刻蚀作用,一锅法产生沸石晶内介孔.刻蚀调控作用于早期沸石前体,可有效调控沸石结晶度、大小、形貌、多级孔和性能.将温和有机小分子刻蚀剂原位加入沸石合成反应液中,能够克服传统“自下而上”策略中介观模板必须煅烧和“自上而下”策略中沸石骨架结构易于破坏的问题.利用早期沸石前体引入刻蚀与生长的平衡机制和协同作用,可以有效调控沸石结晶度、大小、形貌、多级孔和性能.本研究评论首先简要介绍了多级孔沸石制备的现有策略,随后对原位刻蚀辅助生长策略进行了详细讨论,包括原位刻蚀剂的选择、原位刻蚀辅助的沸石晶化过程机理和优势,最后对原位刻蚀调控多级孔分子筛的应用进行了总结.

关键词：多级孔沸石有机小分子致介孔剂亲核刻蚀合成

粤蓝链霉菌榴菌素生物合成基因orf20的功能

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微生物学报 2011年第3期51卷 402-409页

作者：邓名荣郭俊黄永恒朱红惠广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省微生物应用新技术公共实验室广州510070

【目的】在大肠杆菌中,转录因子SoxR作为胞内氧化还原感应器,参与抗氧化胁迫的全局性调控。粤蓝链霉菌榴菌素生物合成基因簇内存在一个类soxR基因orf20,但其生理功能仍不清楚。【方法】将orf20基因在大肠杆菌中进行表达,分析携带重组质... 详细信息

【目的】在大肠杆菌中,转录因子SoxR作为胞内氧化还原感应器,参与抗氧化胁迫的全局性调控。粤蓝链霉菌榴菌素生物合成基因簇内存在一个类soxR基因orf20,但其生理功能仍不清楚。【方法】将orf20基因在大肠杆菌中进行表达,分析携带重组质粒的大肠杆菌对百草枯抗性的变化。同时通过修改后的PCR-targeting方法构建粤蓝链霉菌orf20删除的突变株,分析突变株的表型变化和对百草枯抗性水平的变化。【结果】重组ORF20在羧基端含有组氨酸标签,并在大肠杆菌中获得可溶性表达,携带重组质粒pET28b-orf20的大肠杆菌对百草枯的抗性水平显著提高。粤蓝链霉菌orf20删除突变株仍具有产孢能力,生长特性没有改变,对百草枯的抗性水平也没有变化,但榴菌素的产量大幅提高,是野生株的3.3倍。【结论】在大肠杆菌中,orf20基因的编码产物能够被百草枯激活,替代SoxR参与抗氧化胁迫的调控。在粤蓝链霉菌中,orf20基因不参与抗氧化胁迫,而对榴菌素的产生有负调控效应。

关键词：粤蓝链霉菌榴菌素生物合成 orf20基因转录因子SoxR

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细菌种群迁移的时空动力学

科学通报 2021年第3期66卷 264-272页

作者：苏颖彤白阳祁飞张易傅雄飞中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室广东省合成基因组学重点实验室深圳518055 中国科学院大学北京100049

集群迁移是生物应对环境变化展现出的高度有序的集群行为.细菌的种群迁移涉及细胞个体的运动、细胞异质性、空间自组织机制等问题,是定量生物学研究领域重点的研究方向.近年来,研究人员利用数理模型、计算模拟的研究方法结合定量生物学... 详细信息

集群迁移是生物应对环境变化展现出的高度有序的集群行为.细菌的种群迁移涉及细胞个体的运动、细胞异质性、空间自组织机制等问题,是定量生物学研究领域重点的研究方向.近年来,研究人员利用数理模型、计算模拟的研究方法结合定量生物学实验研究细菌种群迁移的时空动力学过程,重点关注了集群协调个体行为的空间自组织策略、集群的代谢和生长周期性振荡、集群迁移速度和空间定植的定量关系等问题.本文对细菌种群迁移的研究进展进行概述,介绍细菌个体水平的随机运动和趋化运动,细菌种群趋化迁移和群集运动的模式,探讨细菌种群迁移的时空动力学的研究工作和定量合成生物学在细菌种群迁移研究的应用,并对该领域未来的研究方向和技术手段进行展望.

关键词：集群行为种群迁移细菌运动时空动力学趋化性

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空间转录组技术在植物研究中的应用及前景

植物研究 2025年

作者：梅曼王晨璨蔺宏霞张玉倩丁文静赵媛媛北京林业大学生物科学与技术学院北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学树木与基因编辑研究院北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心河北省农林科学院植物保护研究所

空间转录组(Spatial transcriptomics，ST)是一种用于从空间层面上解析RNA-seq数据的技术，从而解析单个组织切片中的所有mRNA。空间条形码逆转录oligo(dT)引物在显微镜载玻片表面的有序附着，使得在mRNA样品处理和后续测序过程中位置... 详细信息

空间转录组(Spatial transcriptomics，ST)是一种用于从空间层面上解析RNA-seq数据的技术，从而解析单个组织切片中的所有mRNA。空间条形码逆转录oligo(dT)引物在显微镜载玻片表面的有序附着，使得在mRNA样品处理和后续测序过程中位置信息的编码和获取成为可能。与传统的转录组技术相比，空间转录组技术能获得细胞在组织原位环境下真实的基因表达特征，以及与微环境的关系，为基因表达提供高精度高分辨率原位的空间信息。近年来，空间转录组技术的发展取得了重要的进展，检测的细胞通量、转录本数量和质量不断提高，空间定位信息更加准确全面，并已在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻（Oryza sativa）、杨树（Populus）等植物中展开研究。该文阐述了空间转录组技术在植物动态发育轨迹、不同组织和细胞类型差异分析、解码植物与微生物群的相互作用等研究中的成功应用，讨论了空间转录组测序技术在植物组织原位测序中存在的问题和挑战，揭示了空间转录组技术在植物研究中的巨大潜力，为相关领域的进一步研究和应用提供了新的视角。

关键词：空间转录组技术空间分布模式发育谱系细胞类型鉴定细胞间相互作用