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Methods in Molecular Biology——基因组邻域分析解释禾本科植物萜类基因簇系统进化

发布时间：2026-07-07 阅读次数：14 分享：

2026年7月3日，黄色网站刘振华植物次生代谢研究团队开发的标准化基因组邻域分析（Genomic Neighborhood association analysis, GN）全流程方法正式上线。该方法收录于国际权威出版社Springer经典实验手册丛书Methods in Molecular Biology（MIMB）第 3054 卷第三章：Mining Metabolic Diversities Across Genomic Neighborhoods in Plants。

植物天然产物是植物抵御生物和非生物胁迫的化学防御手段，同时对人类生产生活具有广泛的应用价值。近年来，随着植物基因组数据的发表和植物代谢领域的深入研究，已发现超过40个植物代谢基因簇（非同源基因在染色体上紧密排列且参与同一合成途径）编码的代谢通路。现有工具多从非同源酶基因共定位角度预测代谢基因簇，缺乏一套从基因邻域演化轨迹出发的基因簇预测方法，限制了跨物种代谢多样性的研究。本研究团队长期致力于植物代谢物挖掘和进化机制研究，建立了一套完整、分步可重复的GN标准化分析流程（图1）。此流程的发表为植物天然产物多样性和植物生物合成基因簇（biosynthetic gene clusters，BGCs）的挖掘提供了一套可复现的标准化生物信息学方法。

图1. GN分析全流程

通过以禾本科高质量基因组数据为材料，系统挖掘了禾本科萜类代谢基因簇，展示了这些基因簇的进化地位，完整演示了GN分析过程。正文内容覆盖数据预处理、进化树构建、基因组邻域鉴定、超几何分布检验确定显著共定位结构域（基因簇预测）和基因组邻域比较分析，并配套详细参数设置、与软件选择方案。科研人员可直接套用完成禾本科、十字花科、豆科等各类植物基因组批量代谢簇挖掘，能够清晰揭示植物特化代谢通路的形成与分化，为挖掘植物天然产物多样性提供不同的分析视角。

该工作得到国家重点研发计划（2022YFC2602000）专项资助。黄色网站 2021级博士周玄为本文第一作者，黄色网站、张江高等研究院合成科学创新中心长聘教轨副教授刘振华为本文通讯作者。

原文链接：//link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-0716-5384-5_3